小麥MYB轉(zhuǎn)錄因子TaMYB86和TaRIM1的分子特征與防御功能分析.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、小麥根腐病和紋枯病是世界性的小麥重要土傳病害。由于缺乏高抗根腐病、紋枯病的小麥種質(zhì)資源,利用雜交和表型選擇等方法培育抗根腐病、紋枯病小麥品種的進展緩慢。因此,分離小麥抗根腐病、抗紋枯病相關(guān)基因,驗證其抗病功能,發(fā)掘和創(chuàng)制抗根腐病和紋枯病小麥新種質(zhì)顯得尤為迫切。植物防衛(wèi)反應(yīng)涉及多個基因、多條信號通路,MYB轉(zhuǎn)錄因子在該應(yīng)答反應(yīng)中起著承上啟下的作用。本研究對前期篩選的受病原菌誘導表達的 MYB轉(zhuǎn)錄因子基因 TaMYB86和TaRIM1進行分

2、子特征和防御功能分析,旨在明確它們是否為小麥抗根腐病和紋枯病重要基因,并獲得具有根腐病、紋枯病抗性的轉(zhuǎn)基因小麥新種質(zhì)。
  本研究獲得以下結(jié)果:
  構(gòu)建了TaMYB86過表達的轉(zhuǎn)基因載體pUbi:MYC-TaMYB86,利用基因槍介導法將其轉(zhuǎn)入小麥商業(yè)品種揚麥16。對轉(zhuǎn) TaMYB86基因小麥 T0-T3代植株進行分子特征分析和抗病鑒定。PCR檢測結(jié)果表明,引入的 TaMYB86已轉(zhuǎn)入三個轉(zhuǎn)基因小麥株系中;qRT-PCR結(jié)

3、果顯示,TaMYB86在3個轉(zhuǎn)基因小麥株系中的表達量顯著高于未轉(zhuǎn)基因揚麥16,約為未轉(zhuǎn)基因揚麥16的5~6倍,表明TaMYB86可在轉(zhuǎn)基因小麥中過量轉(zhuǎn)錄、表達;Western雜交結(jié)果表明,引入的TaMYB86可在上述3個轉(zhuǎn)基因小麥株系中翻譯表達。對轉(zhuǎn)TaMYB86基因小麥與未轉(zhuǎn)基因揚麥16進行根腐病菌接種與抗病鑒定,結(jié)果表明,3個轉(zhuǎn)TaMYB86基因小麥株系在T1-T3代的根腐病病情指數(shù)分別為31.75、50.00、45.00;37.7

4、5、37.50、38.50;41.75、31.25、37.50;在3次鑒定中未轉(zhuǎn)基因揚麥16的根腐病病情指數(shù)分別為75.04、54.17、65.38,轉(zhuǎn)TaMYB86基因小麥T1-T3代的根腐病抗性均顯著高于未轉(zhuǎn)基因揚麥16。與未轉(zhuǎn)基因揚麥16相比,轉(zhuǎn)TaMYB86基因小麥中3個防衛(wèi)基因(PR10、PR17c和Chit1)的轉(zhuǎn)錄水平也顯著提高。以上結(jié)果說明,TaMYB86過表達可顯著增強轉(zhuǎn)基因小麥的根腐病抗性,TaMYB86在小麥防御根

5、腐病過程中起正向調(diào)控作用。
  通過大麥條紋花葉病毒(BSMV)介導的病毒誘導基因沉默(VIGS)方法,使抗紋枯病小麥CI12633中TaRIM1的表達量顯著下降,隨后接種紋枯病菌強毒力菌株 WK207進行抗性程度鑒定,以研究 TaRIM1在小麥防御紋枯病反應(yīng)中的作用。結(jié)果表明,與接種 BSMV:GFP病毒的 CI12633對照植株相比,接種BSMV:TaRIM1的 CI12633植株中 TaRIM1的表達量顯著降低,對紋枯病抗性

6、顯著減弱,說明TaRIM1是小麥防御紋枯病反應(yīng)所需的基因。構(gòu)建了 TaRIM1的過表達轉(zhuǎn)基因載體pUbi:MYC-TaRIM1,利用基因槍介導法將其轉(zhuǎn)入小麥推廣品種揚麥16,并對轉(zhuǎn)TaRIM1基因小麥T0-T2代植株進行分子特征分析和抗紋枯病鑒定。PCR檢測結(jié)果表明,引入的 TaRIM1已轉(zhuǎn)入5個轉(zhuǎn)基因小麥株系中;qRT-PCR結(jié)果顯示,TaRIM1基因可在轉(zhuǎn)基因小麥株系中過量轉(zhuǎn)錄、表達;Western雜交結(jié)果表明,引入的TaRIM1可

7、在5個轉(zhuǎn)基因陽性植株中翻譯表達;抗紋枯病鑒定結(jié)果表明,5個轉(zhuǎn) TaMYB86基因小麥株系在 T1-T2代的紋枯病病情指數(shù)分別為20.00-36.00及20.00-33.40,各代相應(yīng)鑒定的未轉(zhuǎn)基因揚麥16的紋枯病病情指數(shù)分別為55.00和48.40,轉(zhuǎn)TaRIM1基因各株系小麥連續(xù)兩代的紋枯病抗性均顯著高于未轉(zhuǎn)基因揚麥16。以上結(jié)果說明, TaRIM1是小麥抗紋枯病重要基因,過表達TaRIM1可顯著增強轉(zhuǎn)基因小麥的紋枯病抗性。對禾谷絲核

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