小麥MYB轉錄因子TaMYB86和TaRIM1的分子特征與防御功能分析.pdf

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顯得尤為迫切。植物防衛(wèi)反應涉及多個基因、多條信號通路，MYB轉錄因子在該應答反應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、紋枯病抗性的轉基因小麥新種質。
　　本研究獲得以下結果：
　　構建了TaMYB86過表達的轉基因載體pUbi:MYC-TaMYB86，利用基因槍介導法將其轉入小麥商業(yè)品種揚麥16。對轉 TaMYB86基因小麥 T0-T3代植株進行分子特征分析和抗病鑒定。PCR檢測結果表明，引入的 TaMYB86已轉入三個轉基因小麥株系中；qRT-PCR結

3、果顯示，TaMYB86在3個轉基因小麥株系中的表達量顯著高于未轉基因揚麥16，約為未轉基因揚麥16的5~6倍，表明TaMYB86可在轉基因小麥中過量轉錄、表達；Western雜交結果表明，引入的TaMYB86可在上述3個轉基因小麥株系中翻譯表達。對轉TaMYB86基因小麥與未轉基因揚麥16進行根腐病菌接種與抗病鑒定，結果表明，3個轉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次鑒定中未轉基因揚麥16的根腐病病情指數(shù)分別為75.04、54.17、65.38，轉TaMYB86基因小麥T1-T3代的根腐病抗性均顯著高于未轉基因揚麥16。與未轉基因揚麥16相比，轉TaMYB86基因小麥中3個防衛(wèi)基因（PR10、PR17c和Chit1）的轉錄水平也顯著提高。以上結果說明，TaMYB86過表達可顯著增強轉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中的作用。結果表明，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所需的基因。構建了 TaRIM1的過表達轉基因載體pUbi:MYC-TaRIM1，利用基因槍介導法將其轉入小麥推廣品種揚麥16，并對轉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檢測結果表明，引入的 TaRIM1已轉入5個轉基因小麥株系中；qRT-PCR結果顯示，TaRIM1基因可在轉基因小麥株系中過量轉錄、表達；Western雜交結果表明，引入的TaRIM1可

7、在5個轉基因陽性植株中翻譯表達；抗紋枯病鑒定結果表明，5個轉 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，各代相應鑒定的未轉基因揚麥16的紋枯病病情指數(shù)分別為55.00和48.40，轉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基因揚麥16。以上結果說明， TaRIM1是小麥抗紋枯病重要基因，過表達TaRIM1可顯著增強轉基因小麥的紋枯病抗性。對禾谷絲核