TcLr19中TaNLR、TaNBS、TabZIP19基因的克隆及表達分析.pdf

1、由小麥隱匿柄銹菌(Puccinia triticina Eriks)引起的小麥葉銹病是世界范圍內(nèi)重要的小麥病害之一,選育并合理利刖抗病品種是防治該病最經(jīng)濟、有效和環(huán)境安全的方法。Lr19來源于長穗偃麥草(Agropyron elongatum syn或Thinopyrum elongatum),是目前國內(nèi)外具有較大應(yīng)用潛力的抗葉銹病基因。本研究從小麥葉銹菌誘導(dǎo)脅迫下小麥抗葉銹近等基因系TcLr19葉片所構(gòu)建的非親和cDNA文庫中獲得的E

2、ST序列中挑選三個序列,通過RT-PCR方法,結(jié)合cDNA末端快速擴增技術(shù),從小麥抗葉銹近等基因系TcLr19葉片中分離得到其全長,分別命名為TaNLR、TaNBS、TabZIP19。并對目的基因進行了初步的生物學(xué)信息分析和轉(zhuǎn)錄水平的表達譜分析,旨在進一步揭示小麥與葉銹菌互作過程中的分子機制及其功能奠定基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下:
　　 分別以Contig914、Contig511為靶序列,采用RACE技術(shù)克隆了兩個NBS類基因,分

3、別命名為TaNLR、TaNBS。
　　 TaNLR基因全長3042 bp,包含一個編碼912個氨基酸的開放閱讀框,具有連續(xù)的Poly A尾和典型的加尾信號AATTAA。分析表明該基因編碼的蛋白在其N端第191-458位氨基酸序列為典型的NB-ARC結(jié)構(gòu)域,600-644位氨基酸序列為典型的LRR結(jié)構(gòu)域。符合典型單子葉植物所具有的CC-NBS-LRR結(jié)構(gòu)模式。進化樹分析表明,TaNLR與大麥(BAJ88069.1)等單子葉植物的N

4、BS-LRR類抗病基因親緣關(guān)系最近;在已克隆的小麥抗葉銹基因中TaNLR與Lr10D親緣關(guān)系最近,而與Lr21親緣關(guān)系最遠。Real-time PCR分析表明:該基因的表達在親和和非親和組合中均呈下調(diào)表達,且在非親和組合中下調(diào)程度明顯高于親和組合。說明該基因可能通過其下調(diào)表達來參與Tclr19的抗病性反應(yīng)。
　　 TaNBS基因全長1805 bp,含有一個編碼488個氨基酸的開放閱讀框,173-444位氨基酸是一個保守的NB-A

5、RC結(jié)構(gòu)域。進化樹分析表明,TaNBS與水稻等單子葉植物的NBS類抗病基因的親緣關(guān)系最近,在已克隆的小麥抗葉銹基因中,TaNBS與Lr19-AG15親緣關(guān)系最近,與Lr21的親緣關(guān)系最遠。Real-time PCR分析表明:該基因的表達在親和和非親和組合中均呈下調(diào)表達,且在非親和組合中下調(diào)程度明顯高于親和組合。
　　 以Contig683為靶序列,采用RACE技術(shù)克隆了一個bZIP類轉(zhuǎn)錄因子基因,命名為TabZIP19基因。Ta

6、bZIP19基因全長1783 bp,包含一個編323個氨基酸的開放閱讀框,該基因編碼的第187-273位的肽段為BRLZ和bZIP結(jié)構(gòu)域。haterProscan分析表明該基因為bZIP轉(zhuǎn)錄因子Ⅰ家族成員。進化樹分析表明:TabZIP19與單子葉模式植物二穗短柄草(XP003575087)、水稻(NP001047055)等單子葉植物的親緣關(guān)系較近,而與已克隆的小麥TabZIP(G0266689、CAA40102)等親緣關(guān)系較遠;Real