禾谷類孢囊線蟲效應(yīng)蛋白鑒定及攜帶不同Cre基因的小麥抗性機(jī)制分析.pdf

1、小麥（Triticum aestivum L.）是世界上最重要的糧食作物之一，為全球45億人口提供了21％的谷物能量來源。目前，全球公認(rèn)的對小麥生產(chǎn)最具有經(jīng)濟(jì)危害性的植物線蟲為禾谷類作物孢囊線蟲。在我國，禾谷孢囊線蟲H.avenae和菲利普孢囊線蟲H.filipjevi是發(fā)生分布最為嚴(yán)重的小麥孢囊線蟲。已有16個省市區(qū)報道發(fā)現(xiàn)了H.avenae和H.filipjevi。影響小麥種植面積達(dá)400萬公頃，每年造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)190億人民幣，

2、對我國小麥的增產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)有十分嚴(yán)重的威脅。
　　作物孢囊線蟲口針分泌的蛋白類物質(zhì)可以軟化、降解植物細(xì)胞壁組織、在植物線蟲取食位點建立和寄主互作的過程中發(fā)揮著重要的作用。國內(nèi)外對小麥孢囊線蟲與小麥互作的分子機(jī)制和效應(yīng)蛋白的功能研究剛剛起步。本研究通過高通量測序技術(shù)分別測定了禾谷孢囊線蟲H.avenae和菲利普孢囊線蟲H.filipjevi生活史五個齡期的轉(zhuǎn)錄組。在禾谷孢囊線蟲H.avenae中獲得了82，549個unigenes，74

3、7個為碳水化合物活性酶(CAZymes)編碼基因;1，634個與已報到的植物寄生線蟲效應(yīng)蛋白具有同源性，預(yù)測獲得效應(yīng)蛋白63個。在菲利普孢囊線蟲H.filipjevi中獲得了106，755個unigenes，885個為CAZymes編碼基因;1，706個與已報到的植物寄生線蟲效應(yīng)蛋白具有同源性，預(yù)測獲得新效應(yīng)蛋白87個。根據(jù)比對篩選，分別在H.avenae和H.filipjevi中發(fā)現(xiàn)了115和107個具有RNAi表型致死的基因。在H.

4、avenae和H.filipjevi的預(yù)測效應(yīng)蛋白中分別隨機(jī)選取了23和24個unigenes進(jìn)行qRT-PCR分析。結(jié)果表明，所有基因均至少可以在H.avenae和H.filipjevi其中一個齡期表達(dá)。同時選取24個預(yù)測效應(yīng)蛋白進(jìn)行原位雜交檢測，結(jié)果顯示有21個效應(yīng)蛋白在J2s食道腺（亞腹食道腺或背食道腺）細(xì)胞內(nèi)特異表達(dá)。3個具有RNAi表型致死的基因和2個預(yù)測效應(yīng)蛋白經(jīng)體外RNAi干擾沉默后，可以顯著的抑制白雌蟲的形成。
　

5、　2012-2014年度，從CIMMYT提供的51分?jǐn)y帶Cre抗性基因(Cre1，Cre2，Cre3，Cre5，Cre7，Cre8，CreR和Pt)的小麥品系中，利用H.avenaeHa91致病型群體，共鑒定獲得了1個免疫品種，5個抗病品種。攜帶Cre3基因的小麥對H.avenae Ha91致病型群體的孢囊繁殖力抑制作用最強(qiáng)。攜帶Cre1，Cre2，Cre7，Cre8和CreR基因的小麥對H.avenaeHa91致病型群體表現(xiàn)為高感病性

6、。在Pluronic F-127凝膠中感病品種根尖誘集能力顯著的強(qiáng)于免疫品種和抗病品種。感病品種與免疫和抗性品種相比，更易被二齡幼蟲侵染。免疫寄主根內(nèi)侵染的二齡幼蟲不能完成生活史。在免疫和抗病品種內(nèi)侵染的幼蟲均有延遲發(fā)育的現(xiàn)象。同樣地，在感病寄主根內(nèi)，合胞體隨著幼蟲的發(fā)育而逐步增大，合胞體代謝活躍，細(xì)胞質(zhì)環(huán)流加速，核仁增大。在抗性寄主根內(nèi)形成合胞體的時間會晚于感病品種，在幼蟲發(fā)育的后期會受到抑制，從而發(fā)生代謝緩慢和降解。免疫品種根內(nèi)誘導(dǎo)