小麥抗條銹菌基因Yr10抗病通路的初步解析.pdf

1、小麥條銹病是由條形柄銹菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici)引起的一類真菌病害，嚴(yán)重威脅我國小麥的生產(chǎn)。條形柄銹菌氣流傳播并且小種變異頻繁，所以小麥條銹病的防治一直處于被動(dòng)狀態(tài)。大量的生產(chǎn)實(shí)踐和科研表明，培育和種植對(duì)條銹病具有抗性的小麥?zhǔn)亲罱?jīng)濟(jì)安全和有效的方法。Yr10作為一個(gè)重要的抗病基因，表現(xiàn)為全生育期抗性，對(duì)國內(nèi)大部分的條銹生理小種表現(xiàn)抗性。因此探究Yr10介導(dǎo)的抗病機(jī)制，明晰Yr10的抗病信號(hào)通

2、路為小麥抗條銹品種的遺傳改良和選育提供理論基礎(chǔ)。
　　本實(shí)驗(yàn)通過實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)分析Yr10在不同誘導(dǎo)下的表達(dá)模式及病程相關(guān)基因的表達(dá)模式，初步明確Yr10介導(dǎo)的抗病通路中相關(guān)基因的表達(dá)變化;通過測定小麥內(nèi)源水楊酸變化，探究Yr10的抗病信號(hào)通路與SA信號(hào)通路之間的聯(lián)系;通過組織學(xué)分析研究Yr10介導(dǎo)的非親和互作體系和親和互作體系中寄主及病原菌的發(fā)育變化;對(duì)實(shí)驗(yàn)室前期酵母雙雜交篩選出的與Yr10互作的小麥基因TaMYB29，

3、我們進(jìn)一步驗(yàn)證其在小麥與條銹菌互作中的功能。研究結(jié)果如下:
　　(1)Yr10首先具有組織特異性，在根中積累最多，小穗中最少。受條銹菌的誘導(dǎo)表達(dá)水平上下微浮動(dòng)，前12h表達(dá)下調(diào)，24h表達(dá)上調(diào)達(dá)到峰值接著回復(fù)至將近原來的水平。病程相關(guān)基因PR1、PR2、PR5，在24h出現(xiàn)第一次表達(dá)上調(diào)的峰值，72h以后在非親和的寄主體內(nèi)迅速大量積累，這些PR基因可能位于Yr10抗病信號(hào)通路的下游發(fā)揮重要作用。
　　(2)Yr10受外源激素

4、ABA、SA、JA、ET的誘導(dǎo)2h、6h均下調(diào)表達(dá)，ABA、SA處理48h上調(diào)表達(dá)較明顯。內(nèi)源SA受外源ABA誘導(dǎo)含量增加，受條銹菌誘導(dǎo)非親和寄主內(nèi)源SA的變化趨勢與Yr10相反，并且含量低于親和組合，推測SA信號(hào)通路與Yr10的抗病信號(hào)通路關(guān)系密切，輔助Yr10共同調(diào)控著寄主的抗病反應(yīng)。
　　(3)不同互作體系中的組織學(xué)分析發(fā)現(xiàn)寄主受條銹菌侵染的24-48h迸發(fā)活性氧，細(xì)胞壞死快速增加，至96h達(dá)到峰值，親和寄主中DAB染色面積

5、和壞死面積較少。條銹菌在非親和寄主體內(nèi)生長擴(kuò)展受限，至侵染后期分支數(shù)、分支長度、吸器數(shù)和菌落面積極顯著小于親和組合。
　　(4)同源克隆出小麥Ta MYB29，通過亞細(xì)胞定位發(fā)現(xiàn)TaMYB29在細(xì)胞核中發(fā)揮功能。酵母自激活驗(yàn)證TaMYB29具有較弱的自激活活性。TaMYB29受外源激素誘導(dǎo)表達(dá)變化，在12-48h表達(dá)上調(diào)。VIGS瞬時(shí)沉默TaMYB29，接菌處理后非親和小麥AVS+Yr10的壞死斑減少;PVX介導(dǎo)的病毒表達(dá)系統(tǒng)過表