不結(jié)球白菜抗蕪菁花葉病毒(TuMV)相關基因的克隆及表達.pdf

1、植物病害一直是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要限制因子之一。蕪菁花葉病毒(TuMV)作為重要的植物病毒之一,廣泛分布于世界各地,TuMV已經(jīng)成為僅次于黃瓜花葉病毒(CMV)侵染大田蔬菜的最重要病毒。TuMV是我國十字花科蔬菜病毒病害主要病原,分布廣,危害大,給我國十字花科作物生產(chǎn)造成了重大的經(jīng)濟損失。在最近幾年,人們克隆到了多個植物抗病基因,使寄主與病原相互作用的分子機理研究得到了迅速發(fā)展,為抗病基因在生產(chǎn)上的應用進行了有益探索。本研究以不結(jié)球白菜抗病品種

2、‘短白?！癁椴牧?利用已知抗病毒蛋白基因的保守序列設計引物,獲得了三個重要的抗蕪菁花葉病毒(TuMV)相關基因,分別命名為BcTuRsO(GenBank登錄號FJ600376),BcTuR3(DDBJ登錄號AB498796)和BcTuR1(GenBank登錄號FJ600374)。所獲得的三個抗病毒蛋白基因?qū)檗D(zhuǎn)基因研究,增強不結(jié)球白菜抗病毒病害奠定一定的基礎。
　　 1.不結(jié)球白菜BcTuRsO基因的克隆及表達
　　 B

3、cTuRsO核苷酸序列全長650 bp,編碼194個氨基酸,與已克隆的抗病基因有不同程度的同源性。系統(tǒng)進化樹分析表明,該基因在不同物種之間具有保守性。基因組DNA雜交表明,BcTuRsO基因可能以單拷貝形式存在,其表達是組成型的。實時定量PCR檢測表明,蕪菁花葉病毒能夠誘導不結(jié)球白菜BcTuRsO基因的轉(zhuǎn)錄表達,其在不結(jié)球白菜葉片中的表達特征說明它可能參與寄主對病毒的抗性。采用生物信息學方法,利用多種在線軟件對本實驗室克隆測序的不結(jié)球白

4、菜抗蕪菁花葉病毒(TuMV)蛋白BcTuRsO的系統(tǒng)進化、理化性質(zhì)、親水性、跨膜區(qū)、亞細胞定位、所含模體及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進行了預測和分析。理化性質(zhì)分析顯示該酶含194個氨基酸,分子量為21731.3,pI值為6.60。TMpred跨膜分析顯示,它含有1個顯著的跨膜螺旋區(qū),這個區(qū)域與ProtScale預測的疏水區(qū)基本重疊。用Target P server和WOLFPSORT server程序預測該蛋白為細胞質(zhì)蛋白。結(jié)構(gòu)域分析顯示該蛋白含多種磷

5、酸化位點。二級結(jié)構(gòu)以α-螺旋和隨機卷曲為主。該研究可為不結(jié)球白菜抗病毒蛋白BcTuRsO結(jié)構(gòu)和功能的實驗研究提供理論依據(jù)。
　　 2.不結(jié)球白菜BcTuR3基因的克隆及特征分析
　　 BcTuR3核苷酸序列全長2,681 bp,編碼829個氨基酸,與已克隆的抗病基因有不同程度的同源性?；蚪MDNA雜交表明,BcTuR3基因可能屬于一個較小的多基因家族。Northern雜交證實了無論是抗性品種‘短白梗’還是感性品種‘矮腳黃

6、’在經(jīng)TuMV誘導后BcTuR3基因的表達量都會增加。實時定量PCR檢測表明,蕪菁花葉病毒能夠誘導不結(jié)球白菜BcTu3基因的轉(zhuǎn)錄表達,其在不結(jié)球白菜葉片、莖和根中的表達特征說明它可能參與寄主對病毒的抗性。采用生物信息學方法,利用多種在線軟件對本實驗室克隆測序的不結(jié)球白菜抗蕪菁花葉病毒(TuMV)蛋白BcTuR3的理化性質(zhì)、親水性、跨膜區(qū)、亞細胞定位、所含模體及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進行了預測和分析。理化性質(zhì)分析顯示該酶含829個氨基酸,TMpred

7、跨膜分析顯示,它含有1個顯著的跨膜螺旋區(qū),這個區(qū)域與ProtScale預測的疏水區(qū)基本重疊。用Target P server和WOLFPSORT server程序預測該蛋白為細胞質(zhì)蛋白。結(jié)構(gòu)域分析顯示該蛋白含多種磷酸化位點。二級結(jié)構(gòu)以α-螺旋和隨機卷曲為主。該研究可為不結(jié)球白菜抗病毒蛋白BcTuR3結(jié)構(gòu)和功能的實驗研究提供理論依據(jù)。
　　 3.不結(jié)球白菜BcTuR1基因的克隆及表達
　　 BcTuR1核苷酸序列全長101