三個小麥抗條銹病相關基因的全長cDNA克隆及生物信息學分析.pdf

1、小麥條銹病屬于世界性病害。目前，人們對小麥與條銹菌互作機理的研究主要集中在細胞學和組織病理學等方面，分子生物學方面的研究則相對較少。本實驗室在前期的工作中，構(gòu)建了受條銹菌生理小種cY23侵染的小麥品種水源11的抑制性差減雜交文庫。對文庫中包含的2，606個陽性克隆全部提取質(zhì)粒后測序，共得到2，167條高質(zhì)量的ESTS。 本研究在以抑制性差減雜交技術(Suppression Subtractive Hybridization)獲得

2、大量受小麥條銹菌(Puccinia striiforrmis f. sp．tritici)誘導差異表達基因的基礎上，從中挑選了3個感興趣的抗病相關基因，分別采用RACE(Rapid Amplification of cDNA，Ends)技術和電子克隆技術克隆其全長，并對目的基因進行了初步的生物信息學分析和轉(zhuǎn)錄水平的表達譜分析，旨為進一步揭示小麥與條銹菌互作過程中的分子及其功能奠定理論基礎。 采用RACE技術克隆了一個GArA型鋅

3、指蛋白基因，命名為ZF001。該基因全長1，973bp，包含一個編碼193個氨基酸的閱讀框。序列分析表明，ZF001基因僅含有一個鋅指超二級結(jié)構(gòu)，且在該基因的N端攜帶有一個雙向的核定位信號。進化樹分析表明，ZF001可能與植物中其他含有相同鋅指結(jié)構(gòu)的基因起源于同一祖先，而與脊椎動物相關基因親緣關系較遠。半定量。RT-PCR分析顯示，ZF001的表達在非親和組合中總體呈上調(diào)趨勢，而在親和組合中總體呈下調(diào)趨勢。初步推測ZFDD，作為一個轉(zhuǎn)錄

4、因子通過結(jié)合特異基因在小麥抗條銹病過程中起正調(diào)控作用。 采用電子克隆結(jié)合RT-PCR技術，克隆了一個放氧復合體前體基因和一個LSDl型鋅指蛋白基因，分別命名為TAORC01和TaLSD1。 TAOEC01，全長824bp，具有編碼生成一個197個氨基酸的完整閱讀框。進化樹分析表明，TAOEC01與水稻(Oryza sativa)和玉米(Zea mays)中的放氧復合體相關基因親緣關系較近，而與其他物種親緣關系較遠。半定量

5、RT-PCR結(jié)果顯示，該基因在親和以及非親和組合中的表達模式基本相似，其表達量總體呈上調(diào)趨勢。推測TAOEC01通過在轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)控能量代謝參與到小麥與條銹菌互作過程中。 TaLSDl全長1.024bp，編碼生成一個包含三個保守LSDl型鋅指結(jié)構(gòu)-CxxCxRxxLMYxxGASxVxCxxC且長度為146個氨基酸的多肽。進化樹分析表明，TaLSDl與水稻(Orvza sativa)、擬南芥(Arabidopsisr thali

6、ana)和蕪菁(Brassica rapa)中部分含有三個保守LSDl型鋅指結(jié)構(gòu)的同源基因親緣關系較近，而與其他包含不同數(shù)目LSDl型鋅指結(jié)構(gòu)的基因親緣關系較遠。推測TaLSDl在進化中丟失了部分序列，進而執(zhí)行新的功能。半定量RT-PCR結(jié)果顯示，該基因在親和以及非親和組合中的表達模式很相似，均表現(xiàn)在前期基因表達被抑制而后期恢復正常。初步推測TaLSDl在轉(zhuǎn)錄水平上的表達受光誘導，同時，作為一個細胞程序性死亡的負調(diào)控因子在小麥與條銹菌互