馬鈴薯晚疫病抗性相關(guān)基因StBL-SLG-PK的克隆和功能分析.pdf

1、馬鈴薯(Solanum tuberosum L.)作為世界上第四大糧食作物，增產(chǎn)空間大，將在國(guó)家糧食安全方面發(fā)揮重要作用。馬鈴薯在生產(chǎn)過程中受很多病害的影響，其中由致病疫霉菌(Phytophthora infestans(Mont.)de Bary.)引起的晚疫病影響最大，發(fā)病嚴(yán)重時(shí)甚至造成絕收。馬鈴薯對(duì)晚疫病的抗性無論是通過PTI還是ETI過程，都伴隨著活性氧的爆發(fā)。前人通過VIGS在本氏煙草中沉默StBL-SLG/PK的同源基因，煙

2、草對(duì)晚疫病菌88069的抗性發(fā)生改變，但對(duì)基因具體功能沒有作深入研究。本研究旨在通過抗性相關(guān)基因StBL-SLG/PK的克隆和功能分析，探索抗性機(jī)制，主要結(jié)果如下:
　　 1.通過已有的mRNA的信息，對(duì)比PGSC中馬鈴薯測(cè)序信息，擴(kuò)增StBL-SLG/PK的全長(zhǎng)?；蛉L(zhǎng)2373 bp，可能編碼一個(gè)由790個(gè)氨基酸組成的絲/蘇氨酸激酶。從E3的RNA和PCC1群體母本DNA擴(kuò)增的結(jié)果顯示，該基因并不具有內(nèi)含子。
　　

3、2.分析了StBL-SLG/PK基因在E3不同器官的表達(dá)量，發(fā)現(xiàn)該基因在成熟在組織中的表達(dá)量明顯高于幼嫩組織。利用信號(hào)分子處理馬鈴薯植株葉片，JA誘導(dǎo)StBL-SLG/PK從12h一直到48 h持續(xù)快速表達(dá)，ETH誘導(dǎo)該基因從24 h到48 h持續(xù)升高表達(dá)，而受其它信號(hào)分子誘導(dǎo)并不強(qiáng)烈，說明StBL-SLG/PK可能處于JA和ETH信號(hào)途徑。干旱和鹽脅迫處理中，StBL-SLG/PK的表達(dá)量一直持續(xù)升高。
　　 3.洋蔥表皮亞細(xì)

4、胞定位發(fā)現(xiàn)StBL-SLG/PK表達(dá)蛋白定位在細(xì)胞核的核膜上。構(gòu)建StBL-SLG/PK表達(dá)蛋白膜內(nèi)部分和膜外部分的原核表達(dá)載體，并且純化到目的蛋白。通過γ32-ATP放射性自顯影發(fā)現(xiàn)StBL-SLG/PK表達(dá)的蛋白具有自激酶活性。
　　 4.構(gòu)建StBL-SLG/PK干涉和超量表達(dá)載體，轉(zhuǎn)化鄂馬鈴薯3(E3)號(hào)分別得到干涉和超量株系5個(gè)和20個(gè)。所有株系接種晚疫病病原菌發(fā)現(xiàn):與對(duì)照E3相比超量株系抗病增強(qiáng)而干涉株系則更敏感。這

5、個(gè)現(xiàn)象說明StBL-SLG/PK基因是馬鈴薯抗病反應(yīng)中的正調(diào)控因子。
　　 5.通過VIGS(virus induced gene silencing)沉默StBL-SLG/PK在本氏煙草中的同源基因，發(fā)現(xiàn)沉默株系對(duì)晚疫病的抗性明顯下降，并且對(duì)不同的生理小種的抗性不一致，其中對(duì)晚疫病菌LJX18的侵染比88069更敏感。瞬時(shí)表達(dá)實(shí)驗(yàn)表明StBL-SLG/PK并不參與STO和R3a介導(dǎo)HR反應(yīng)(Hypothesitive Resp