论文摘要
小麦条锈病是一种在世界范围内普遍流行的气传性病害,严重威胁小麦生产。我国是世界上最大的小麦条锈病流行区,条锈菌生理小种的高度变异是造成抗病品种抗性丧失和条锈病流行的重要原因。因此,深入研究条锈菌生理小种与抗病基因之间的颉颃关系,揭示抗病性内在的分子机理,对于抗条锈小麦品种培育和条锈病防治具有重要意义。本研究的目的是分离小麦条锈抗病相关基因,并对其功能进行分析。其总体实验技术过程是,用两个条锈菌单孢菌系CYR29-1和78028-1分别接种小麦近等基因系Yr9NIL（Yr9/6*Avocet S）、Yr10NIL（Yr10/6*Avocet S）和Avocet S。在接种后的8个时间点取样（12、15、18、21、24、28、32、36 h）,利用cDNA-AFLP技术在小麦中分离受条锈菌诱导的相关EST,通过Realtime-PCR技术对基因的表达进行分析。然后克隆基因全长,开发功能标记,对基因进行染色体定位和亚细胞定位。最后,在一个DH群体（百农64/京双16）和两个F2:3群体（鲁麦21/京双16和Strampelli/辉县红）中验证基因与小麦条锈和白粉病成株抗性的相关性,运用VIGS（Virus-Induced Gene Silencing）技术对基因进行功能鉴定。主要研究结果包括:1.利用cDNA-AFLP技术分离测序得到107条非冗余EST。经过与GenBank中的序列进行生物信息学比对分析,结果表明,20条（18%）EST比对上功能已知的同源序列;30条（27%）EST比对上功能未知的序列;45条（41%）EST没有比对上任何序列,是GenBank的EST库中没有的新序列;剩余的12条EST序列与来自叶绿体、线粒体和真菌中的序列有较高的相似性。将具有已知功能信息的20条EST进行整理,分别归属于以下7类基因:转运相关、初级代谢、抗病与防御、转录相关、信号传导相关、细胞结构和能量代谢。2.Realtime-PCR的结果显示,有10条EST受植物R基因与病原物诱导后呈现上调表达。其中在Yr10NIL接种CYR29-1后受抗病反应诱导表达的有6条,Yr9NIL接种78028-1后受抗病反应诱导表达的有2条,在以上两种处理中共同受诱导表达的有2条。分别在cDNA和DNA水平上,克隆了三个病程相关基因PTaRtL、TaSBL和TaHLRG的完整ORF序列。PTaRtL基因预测的编码蛋白序列,与推测的反转录转座子（GenBank序列号ABA95227）,经Blastx比对后有64%的序列同源性。TaSBL基因预测的编码蛋白序列与苜蓿草中的Saposin B基因（GenBank序列号ABE83256）有67%的序列同源性。TaHLRG基因（GenBank序列号EU364815）编码337个氨基酸,经预测包含66个氨基酸的HOMEOBOX2的保守域,包含一个helix-turn-helix structure,其中第一个helix结构位于11-43aa,turn结构位于44-55aa,第二个helix结构位于56-76aa。洋葱表皮细胞亚细胞定位的结果表明,PTaRtL和TaSBL的表达定位在细胞膜和细胞核上。根据TaHLRG基因序列开发了一个功能标记THR1,利用缺—四体将TaHLRG定位在小麦的6A染色体上。利用DH群体（Fukuho-komugi/Oligoculm）将PTaRtL定位在小麦7B染色体上,与Xgwm333和Xwg180的遗传连锁距离分别为11.5cM和8.0cM。3.ANOVA分析结果验证了TaHLRG与小麦白粉和条锈病成株抗性的相关性。在对白粉病表现有成株抗性的DH群体百农64/京双16和F2:3群体鲁麦21/京双16中,TaHLRG可以分别解释抗、感表型变异的9.3-9.7%和11.9-20.5%。在对条锈病表现有成株抗性的F2:3群体Strampelli/辉县红中,TaHLRG基因可以解释表型变异的11.8-22.5%。利用VIGS（Virus-Induced Gene Silencing,VIGS）技术对3个基因TaHLRG、PTaRtL和TaSBL进行了基因沉默实验,没有感病表型出现。
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标签：普通小麦论文; 条锈病论文; 病毒诱导基因沉默论文; 基因论文;