用mRNA差異顯示技術(shù)鑒定近等基因系小麥中抗小麥白粉病相關(guān)基因.pdf

1、小麥白粉病是一種影響小麥高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的世界性病害，在我國(guó)南北麥區(qū)危害程度日趨嚴(yán)重。由于白粉病抗源的單一和重復(fù)使用，大部分抗白粉病基因已喪失功能。為有效控制白粉病的流行，必須大力挖掘和利用新抗源，并實(shí)行抗性基因累加，以培育抗性持久的小麥新品種。 植物的抗病性在分子水平上是由抗性基因介導(dǎo)的防御反應(yīng)，這主要與抗性基因產(chǎn)物的表達(dá)有關(guān)?？剐曰虍a(chǎn)物R蛋白同病原菌中無(wú)毒基因產(chǎn)物相互識(shí)別，激活的下游信號(hào)傳遞系統(tǒng)，最終引起植物防衛(wèi)及相關(guān)抗病反應(yīng)。

2、植物抗性基因的克隆近年來(lái)發(fā)展迅速，已克隆的植物抗性基因在氨基酸水平上表現(xiàn)出一定程度的相似性，在一些區(qū)段高度保守，如蛋白激酶的保守序列、核苷酸結(jié)合區(qū)域(Nucleotide-Binding Domain,NB)、富含亮氨酸重復(fù)(Leucine-Rich Repeats，LRR)等，這一特性使同源性克隆成為可能。茉莉酸信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑是一種重要的植物防衛(wèi)及相關(guān)抗病反應(yīng)，茉莉酸作為一種重要的植物激素，廣泛地參與到多種基因的表達(dá)調(diào)控過(guò)程中：一方面，

3、茉莉酸可參與同植物發(fā)育相關(guān)的基因表達(dá)的調(diào)控；茉莉酸是傷害反應(yīng)(機(jī)械傷害，食草動(dòng)物、昆蟲(chóng)傷害，病原侵染)的信號(hào)分子，可參與植物自身防御反應(yīng)信號(hào)途徑。茉莉酸不敏感突變體coi-1突變體不能應(yīng)答茉莉酸的誘導(dǎo)作用，并阻斷茉莉酸介導(dǎo)的抗性反應(yīng)。coil基因編碼的蛋白質(zhì)COI1在N末端含有退化的F-box基序，F(xiàn)-box蛋白同SKP1、cullin以及Rbx蛋白等感應(yīng)茉莉酸的負(fù)調(diào)控因子可形成SCF復(fù)合體，泛素蛋白可以識(shí)別并降解SCF復(fù)合體，從而消除

4、負(fù)調(diào)控因子的抑制作用。 本研究以普通小麥Brock為抗性基因供體，用Brock與京015小麥的雜交后代同對(duì)白粉病敏感且農(nóng)藝性狀優(yōu)良的品種京411再次進(jìn)行雜交、回交7代，并自交1代得到近等基因系Brock／015∥京4117(Near-isogenie lines，NILs)，從中選出的對(duì)白粉病抗性優(yōu)良的品種為做為實(shí)驗(yàn)材料；對(duì)染菌處理8小時(shí)的普通小麥京411、NILs和未染菌處理的普通小麥京411、NILs的總體RNA所轉(zhuǎn)錄的cD

5、NA，應(yīng)用mRNA差異顯示技術(shù)進(jìn)行鑒定，通過(guò)3條3’端錨定引物和26條5’端10bp隨即引物所組成的78對(duì)引物組合進(jìn)行PCR篩選，最終篩選到20條目標(biāo)片段。對(duì)其中的9條片段Fragment-4(F-4)、Fragment-5(F-5)、Fragment-9(F-9)、Fragment-12(F-12)、Fragment-15(F-15)、Fragment-17(F-17)、Fragment-18(F-18)、Fragment-22(F-

6、22)和Fragment-22(F-24)分別進(jìn)行克隆和測(cè)序。序列分析結(jié)果顯示，有三條片段同已知的EST片段或氨基酸序列具有同源性。其中F-22的核苷酸序列全長(zhǎng)為742bp，所編碼的氨基酸序列同水稻中含有NB-ARC結(jié)構(gòu)域的抗病蛋白具有同源性，同源性為51％，故推測(cè)該片段所編碼蛋白可能與植物抗病相關(guān)；F-24的核苷酸序列全長(zhǎng)為526bp，其編碼的氨基酸序列同雙子葉植物煙草、擬南芥、大豆、番茄和橡膠COI1的蛋白氨基酸序列具有同源性，同源