小麥抗葉銹近等基因系TcLr38的差異表達(dá)分析.pdf

1、由小麥葉銹菌(Puccinia triticina)引起的小麥葉銹病是世界性的小麥病害之一，也成為限制我國小麥優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)的重要因素之一。來自中間偃麥草的小麥抗葉銹基因Lr38則表現(xiàn)出優(yōu)良的抗銹性，是一個(gè)應(yīng)用潛力很大的由主效基因控制的抗病基因。因此，揭示出小麥抗葉銹近等基因系TcLr38中與抗病基因表達(dá)相關(guān)的目的片段并進(jìn)行克隆測序及分析具有重要意義。
　　 本研究用對(duì)含有小麥抗葉銹基因Lr38的近等基因系材料TcLr38表現(xiàn)

2、型為(0;)，而對(duì)感病對(duì)照Thatcher表現(xiàn)型為(4)的小麥葉銹菌菌株05-22-65(THTS)，分別接菌于小麥抗葉銹近等基因系TcLr38和感病對(duì)照Thatcher，應(yīng)用cDNA-AFLP技術(shù)從接種0h、6h、12h、20h、24h、36h、48h、60h、72h、96h的mRNA表達(dá)方面研究TcLr38與小麥葉銹菌互作時(shí)基因表達(dá)差異，結(jié)果如下：
　　 1.選用224對(duì)引物組合對(duì)TcLr38和感病親本Thatcher之間的

3、表達(dá)差異進(jìn)行了分析，檢測到約11200條條帶，平均每一對(duì)選擇性引物可以獲得50條條帶。其中,76對(duì)引物能夠在小麥近等基因系TcLr38和感病對(duì)照Thatcher之間擴(kuò)增出多態(tài)性條帶,28引物對(duì)能夠在TcLr38和Thatcher之間擴(kuò)增出特異性條帶，多態(tài)性引物檢出率為33.9％。多態(tài)性條帶劃分為八種類型，三種可能與抗病相關(guān)，這三種類型為：Ⅰ型在接菌的TcLr38中特異性存在，為上調(diào)類型，共獲得19條條帶；Ⅱ型在接菌的TcLr38及未接菌

4、的TcLr38中都存在，為TcLr38中的特異性條帶，可能為組成型的表達(dá)產(chǎn)物；Ⅲ型在未接菌的TcLr38、接菌的Thatcher和未接菌的Thatcher都存在，在接菌的TcLr38中缺失或明顯減弱，為下調(diào)類型，共有8條條帶。
　　 2.對(duì)上述三種特異表達(dá)類型中21條特異表達(dá)片段進(jìn)行序列測定和分析，經(jīng)Blastx比對(duì)，有17個(gè)序列在數(shù)據(jù)庫中找到同源序列，同源性為28％～98％，15個(gè)序列為已知功能的基因。其中，蛋白激酶C、ATP

5、結(jié)合蛋白、受體類激酶、信號(hào)傳導(dǎo)組氨酸激酶(HPK)、肽酶家族M23、Dnak抑制蛋白DksA、甲硫氨酸t(yī)RNA合成酶、RanGTP酶激活蛋白1、烯酰輔酶A水合酶可能與抗病或防御相關(guān)。
　　 3.應(yīng)用半定量RT-PCR技術(shù)對(duì)接種不同時(shí)間點(diǎn)(0h、6h、12h、16h、20h、24h、36h、48h、60h、72h、96h)的TcLr38和感病對(duì)照Thatcher進(jìn)行了分析。RT-PCR分析表明，引物P-AT/M-CAC擴(kuò)增的一條3

6、51bp的特異片段(推測為蛋白激酶C)，在接種與不接種葉銹菌的TcLr38中均存在，但其表達(dá)仍存在一定的變化，在葉銹菌處理葉片24h時(shí)表達(dá)量最高；DksA在葉銹菌處理的TcLr38葉片中6h開始表達(dá),20h時(shí)表達(dá)量最高，而在未接種和未接種的Thatcher中任何時(shí)間點(diǎn)均未表達(dá)。研究結(jié)果表明小麥抗病過程中不同表達(dá)類型在葉片中具有不同的表達(dá)模式，DksA為經(jīng)葉銹菌誘導(dǎo)表達(dá)的與抗病相關(guān)的物質(zhì)，蛋白激酶C雖然在TcLr38中存在，但在葉銹菌的誘