小麥抗赤霉病性狀的標(biāo)記及其相關(guān)基因的克隆研究.pdf

1、由禾谷鐮刀菌引起的赤霉病是小麥(Tricicum aestivum L.)的重要病害之一，嚴(yán)重影響小麥的產(chǎn)量及品質(zhì)?？共∑贩N的應(yīng)用是控制赤霉病最經(jīng)濟有效的措施。 為了豐富小麥赤霉病抗性的分子標(biāo)記，根據(jù)望水白×南大2419組合的F2抗性表現(xiàn)分別配制了抗病池和感病池，通過對500個RAPD引物的篩選，發(fā)現(xiàn)S1021在抗感池及親本間擴增出一致的多態(tài)條帶。利用該標(biāo)記對F2代極端個體進(jìn)行了基因型和表型的連鎖分析，證明S1021與赤霉病抗性

2、顯著相關(guān)。為了便于該標(biāo)記在育種中的應(yīng)用，S1021被轉(zhuǎn)化為SCAR標(biāo)記，并得到了上述組合重組自交系群體的驗證。區(qū)間作圖表明與S1021連鎖的抗赤霉病基因來自南大2419，定位于染色體2B。該研究表明，將分池法與選擇基因型分析相結(jié)合，可以利用F2代群體定位效應(yīng)較小的QTL位點。 抑制差減雜交(SSH)是在轉(zhuǎn)錄水平上研究基因差異表達(dá)的一種方法。為發(fā)掘與赤霉病抗性有關(guān)的基因，以抗赤霉病小麥種質(zhì)望水白為材料，構(gòu)建了禾谷鐮刀菌侵染后的幼穗

3、SSH文庫。通過反向Northern雜交，從1478個PCR克隆中獲得了272個陽性克隆，陽性檢出率為18.4％0對其中84個克隆的測序表明，它們代表了46個基因，大部分與植物防衛(wèi)反應(yīng)有著直接或間接的關(guān)系，如NBS-LRR同源蛋白、谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶、細(xì)胞色素P450、蛋白激酶等。低豐度表達(dá)的基因在SSH文庫中得到了富集。對12個差異表達(dá)片段的RT-PCR分析顯示，其中有10個受赤霉菌侵染誘導(dǎo)。 通過3’-RACE和RT-PCR，

4、從小麥中克隆了兩個GSTZ基因：p00044和p00410。p00410與上述SSH文庫中篩選出的一個陽性克隆c436完全同源。小麥GSTZ以單拷貝形式存在，具有8個內(nèi)含子和9個外顯子。p00044和p00410分別被定位于SB和5D染色體，除開5’端的插入/缺失外，它們的差別主要存在于3’端，尤其是3'UTR區(qū)域。這兩個基因在葉中的表達(dá)豐度較高，受植物激素BA和NAA的抑制，受赤霉菌誘導(dǎo)。但p00410的表達(dá)水平較p00044低得多。

5、在抗病品種中GSTZs對赤霉菌侵染的響應(yīng)更強、更迅速。啟動子分析表明，GSTZ上游除含有多個W-box序列外，還有兩個免疫相關(guān)的順式反應(yīng)元件LPSRE。 c459是從上述SSH文庫中篩到的一個NBS-LRR類似基因，通過染色體步移獲得了該基因完整的NBS區(qū)域及啟動子。c459的NBS區(qū)域與水稻抗稻瘟病基因Pib相應(yīng)部分具有較高相似性。在小麥基因組中，c459是單拷貝基因，位于染色體7A。c459的轉(zhuǎn)錄水平很低，受BA、NAA、A

6、BA等的抑制；在赤霉菌接種后，c459的表達(dá)模式在抗感病品種間存在差異。c459的上游序列中存在多個與植物防衛(wèi)機制相關(guān)的基序，如CACGTG motif，ELRE-motif和W-box等。 從小麥中克隆了上述SSH文庫中的IN-61-2全長cDNA，它編碼一個順式還原酮加雙氧酶(ARD)類似蛋白。ARD家族參與甲硫氨酸循環(huán)，并普遍存在于從微生物到動植物的各種生物體中。半定量RT-PCR分析表明IN-61-2為組成型表達(dá)，并受到