小麦抗病相关基因的转化及瞬间表达研究

王华忠

【摘要】：小麦是我国乃至世界的重要粮食作物。小麦真菌病害是影响小麦产量的重要因素。随着植物分子生物学和功能基因组学的快速发展,我们对植物复杂的抗病反应过程有了越来越清晰的了解。同时,越来越多的抗病和抗病反应过程相关基因的克隆也成为可能。对这些基因进行功能鉴定和抗病效果分析,并利用基因工程手段开展小麦抗病分子育种将具有广阔的前景。结合传统的育种方法,对小麦抗病性状的改良将更为快速和高效。本实验首先利用基因枪转化方法,将两个抗病相关基因TaTBL和TaTST转入到感病小麦品种杨麦158中,获得经过分子鉴定和抗性分析的转化植株。随后,又利用瞬间表达技术对TaTBL、TaPK1、TaTST、G1b3s2、Cht4和G1b3s6等6个抗病相关基因的功能进行了分析,表明其在感病小麦叶片表皮细胞中的过量表达能显著抑制白粉菌对细胞的侵入和吸器的形成,提高表达细胞的抗性。 1.1 小麦抗病相关基因的转化利用花青素合成酶调节基因作为报告基因对影响基因枪转化的多个参数进行了深入的分析,优化了转化过程。随后,分别构建了两个抗病相关基因小麦类Beclin1基因TaTBL和硫代硫酸硫转移酶基因TaTST的植物高效表达载体,目标基因的启动子为来源于玉米泛素基因的单子叶植物高效启动子ubi,植物选择标记基因为除草剂抗性基因bar。使用基因枪将表达载体分别导入到再生频率较高的感白粉病小麦品种杨麦158的幼胚愈伤组织细胞中。轰击后经过两轮除草剂bialaphos筛选和抗性愈伤组织的再生,分别获得转TaTBL基因的抗性植株50株;转TaTST基因的抗性植株30株。提取抗性植株基因组DNA,分别依据bar基因、Ubi启动子和目标基因的序列设计并合成引物进行PCR扩增,结果分别有6株和5株能够同时正确扩增出bar基因、Ubi启动子和相应的目标基因TaTBL或TaTST基因片断,初步表明外源基因确已整合到了小麦基因组上。转化植株苗期离体叶片的白粉病接种实验表明,TaTBL和TaTST基因的导入,在一定程度上增强了转化植株对白粉菌的抗性,表现为延缓了白粉菌的发育。 1.2 小麦抗病相关基因的瞬间表达研究采用瞬间表达技术分析了小麦类Beclin1基因TaTBL、丝氨酸/苏氨酸激酶基因TaPK1、硫代硫酸硫转移酶基因TaTST、β-1,3-葡聚糖苷酶基因G1b3s2、几丁质酶基

【关键词】：小麦 白粉病 抗病相关基因 瞬间表达 转基因
【学位授予单位】：南京农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：S512.1
【目录】：

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前1条

1	邢莉萍;小麦/簇毛麦抗白粉病相关基因的转化及功能鉴定[D];南京农业大学;2007年

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前1条

1	胡佳梦;簇毛麦抗白粉病基因Hv-S/TPK的抗病机理分析及其旁侧抗病基因类似物的克隆[D];南京农业大学;2010年

	【参考文献】
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前10条

1	陆晓春,郭长英,胡守荣;转基因植物中的标记基因[J];东北农业大学学报;2000年01期
2	苏军,段榕琦,胡昌泉,王锋;农杆菌介导小白菜的gus基因瞬间表达[J];福建果树;2000年02期
3	于晓红,朱祯,徐鸿林,朱玉,吴茜,高越峰,付志明,肖桂芳,安利佳,李向辉;基因枪法转化小麦及转基因植株的获得[J];高技术通讯;2000年02期
4	廖祥儒,杜建芳,王俊霞,王俊丽,宋陆铧,陈丕铃,朱宝成;预处理对小麦成熟胚愈伤组织形成的影响[J];河北大学学报(自然科学版);1999年01期
5	李友勇,刘金枝,吴艳菊;离体小麦胚胎对6种植物激素的生长反应[J];河南职业技术师范学院学报;2003年01期
6	翟文学,李晓兵,田文忠,周永力,潘学彪,曹守云,赵显峰,赵彬,章琦,朱立煌;由农杆菌介导将白叶枯病抗性基因Xa21转入我国的5个水稻品种[J];中国科学C辑:生命科学;2000年02期
7	金鹰;绿荧光蛋白(GFP)研究进展[J];激光生物学报;1999年03期
8	陆维忠,佘建明,吴鹤鸣,周邗扬,葛美蓉;小麦幼穗、茎、节组织培养和植株再生[J];江苏农业学报;1988年01期
9	李师弢,王胜华,杨弘远;植物幼小原胚的电激转化[J];科学通报;2000年06期
10	王常云,王作全,谢永福,李晓亮,何忠诚;小麦不同基因型幼胚离体培养的研究[J];莱阳农学院学报;1996年02期

	【共引文献】
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前10条

1	刘金元,时香玉,陈晓,曾昭海,周柱华,陈建爱,王兴军;利用基因枪技术转化小麦、玉米的研究[J];山东农业科学;1999年02期
2	夏光敏,陈惠民;小麦体细胞杂交育种研究进展[J];山东农业科学;1999年05期
3	管延安,李根英,隋新霞,黄承彦;小麦转基因研究进展[J];山东农业科学;2002年05期
4	隋新霞,楚秀生,李根英,吴祥云,黄承彦;外源DNA导入技术及其在小麦育种中的应用[J];山东农业科学;2002年06期
5	姜明松,李广贤,宫德英,姚方印;转Xa21基因圣稻301的培育及其田间表现[J];山东农业科学;2003年06期
6	孙红炜,朱常香,杨崇良,尚佑芬,赵玖华,路兴波,王升吉;玉米基因枪转化Bt基因的研究[J];山东农业科学;2004年03期
7	姜明松,李广贤,宫德英,姚方印;多抗转基因水稻植株的获得及其抗性鉴定[J];山东农业科学;2004年04期
8	李玉莲,黄承彦;小麦高分子量麦谷蛋白亚基研究进展[J];山东农业科学;2004年05期
9	王鹏;赵强;刘蕾;;植物源抗虫基因在作物育种中的应用[J];山东农业科学;2007年02期
10	桑茂鹏;姜明松;李广贤;姚方印;;利用分子标记辅助选择双基因Xa21和fgr水稻植株[J];山东农业科学;2009年01期

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1	辛志勇;徐惠君;陈孝;张增艳;叶兴国;徐琼芳;马有志;杜丽璞;林志珊;李连城;;小麦抗黄矮病、土传病毒病、蚜虫生物技术研究进展[A];21世纪作物科技与生产发展学术讨论会论文集[C];2002年
2	杨木军;顾坚;周金生;田玉仙;刘琨;李绍祥;李政芳;杨和仙;;温光敏两系杂交小麦技术体系在云南的应用与评价[A];21世纪作物科技与生产发展学术讨论会论文集[C];2002年
3	张红梅;王国英;谭振波;;利用基因枪法将Bt基因导入早熟玉米优良自交系[A];21世纪作物科技与生产发展学术讨论会论文集[C];2002年
4	王丕武;王雷;武丽敏;张君;刘金华;;玉米自交系7922幼胚愈伤组织诱导条件的优化[A];21世纪作物科技与生产发展学术讨论会论文集[C];2002年
5	唐宗祥;张怀琼;张怀渝;晏本菊;任正隆;;影响小麦成熟胚形成愈伤组织的因素[A];2003年全国作物遗传育种学术研讨会论文集[C];2003年
6	范金萍;吕国锋;张伯桥;高德荣;;玉米法诱导小麦双单倍体技术及其在小麦改良中应用[A];2003年全国作物遗传育种学术研讨会论文集[C];2003年
7	马慧;赵开军;徐正进;;含芥菜几丁质酶基因的双元表达载体的构建[A];2003年全国作物遗传育种学术研讨会论文集[C];2003年
8	樊颖伦;赵开军;陈乐天;刘耀光;王春连;章琦;;水稻抗白叶枯病近等基因系CBB23基因组TAC文库的构建[A];2003年全国作物遗传育种学术研讨会论文集[C];2003年
9	吴成君;康乐;叶兴国;徐惠君;杜丽璞;马有志;;转Bcl、Rip基因小麦的鉴定与遗传分析[A];2003年全国作物遗传育种学术研讨会论文集[C];2003年
10	刁现民;王永芳;李伟;王鹏;智慧;陈振玲;段胜军;;抗除草剂基因Bar转化谷子研究[A];2003年全国作物遗传育种学术研讨会论文集[C];2003年

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1	程潇;水稻细胞分裂素双元信号系统分析及反应调节因子的分子调控研究[D];安徽农业大学;2010年
2	高轩;小麦抗冻蛋白基因的分离与遗传转化研究[D];华中科技大学;2010年
3	孙国清;不同抗虫棉品种杀虫蛋白表达研究及影响抗虫性分析[D];新疆农业大学;2010年
4	李望丰;SsNHX1基因在紫花苜蓿中的表达及其耐盐性研究[D];东北师范大学;2010年
5	吕建;小麦渐渗系山融3号MYB基因家族对非生物胁迫的响应及Tamyb31基因功能研究[D];山东大学;2010年
6	刘宏波;甘蓝型油菜抗病虫基因遗传转化及转基因植株抗性鉴定的研究[D];浙江大学;2010年
7	陆燕元;干旱胁迫及复水过程中转Cu/Zn SOD和APX基因甘薯生理生化响应机制研究[D];西北农林科技大学;2010年
8	刘缙;银杏种仁抗菌蛋白基因工程研究及小麦胚乳特异启动子的鉴定和评估[D];西北农林科技大学;2010年
9	徐伟荣;中国华东葡萄抗白粉病芪合成酶基因及启动子克隆与功能分析[D];西北农林科技大学;2010年
10	刘宾;小麦主要农艺性状的条件和非条件QTL定位[D];山东农业大学;2011年

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前10条

1	李智;梨抗黑星病类似基因Hcrp和启动子克隆与类受体蛋白分析[D];华中农业大学;2010年
2	周勇;草鱼出血病转基因植物疫苗表达载体的构建[D];华中农业大学;2010年
3	姚秋林;水稻根特异表达启动子的克隆及功能分析[D];华中农业大学;2010年
4	秦华伟;黄瓜再生体系的建立及耐热材料的筛选[D];华中农业大学;2010年
5	王萍萍;盾壳霉产孢相关基因的克隆及腺苷脱氨酶(CMADA)基因的初步研究[D];华中农业大学;2010年
6	马明勇;环境胁迫对莲草直胸跳甲生存与繁殖的影响[D];中南林业科技大学;2009年
7	刘无双;拟南芥种子特异表达基因启动子分析[D];山东农业大学;2010年
8	于丽萍;玉米种子胚特异性启动子emb5的功能分析[D];山东农业大学;2010年
9	徐谦;拟南芥原生质体诱导愈伤组织的研究[D];山东农业大学;2010年
10	张景涛;小麦TaPHR1基因表达载体的构建及遗传转化研究[D];山东农业大学;2010年

	【同被引文献】
	【同被引文献】

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前10条

1	于洪欣,柳建军,冯兆礼,董金铎;通过花粉管途径将抗虫基因(CpTI)导入小麦的研究[J];山东农业科学;1999年01期
2	叶健;王小霞;符书兰;唐宗祥;吴峰;张怀琼;任正隆;;优良小麦转基因受体品种的筛选及成熟胚半胚培养的研究[J];安徽农业科学;2007年12期
3	于晓红,朱祯,徐鸿林,朱玉,吴茜,高越峰,付志明,肖桂芳,安利佳,李向辉;基因枪法转化小麦及转基因植株的获得[J];高技术通讯;2000年02期
4	廖祥儒,杜建芳,王俊霞,王俊丽,宋陆铧,陈丕铃,朱宝成;预处理对小麦成熟胚愈伤组织形成的影响[J];河北大学学报(自然科学版);1999年01期
5	陈占宽,郅玉宝,易明林,王金兰,梁秀银,屠礼传,傅荣昭,曹光诚,史艳红,孙勇如;芝麻人工构建雄性不育基因的转化研究初报[J];华北农学报;1996年04期
6	赵元增,茹振钢,李友勇;小麦幼穗愈伤组织诱导与植株再生的研究[J];河南农业科学;2004年02期
7	林刚,何勇刚,刘勇,何光源;激素对小麦愈伤组织诱导和植株再生的影响[J];华中科技大学学报(自然科学版);2004年09期
8	覃建兵,何光源;不同小麦基因型及其不同外植体离体培养研究初探[J];华中农业大学学报;2001年06期
9	王海波,李向辉,孙勇如,陈炬,朱祯,方仁,王培;小麦原生质体培养——高频率的细胞团形成和植株再生[J];中国科学(B辑化学生命科学地学);1989年08期
10	曾君祉,王东江,吴有强,张健,周文娟,朱小平,徐乃正;用花粉管途径获得小麦转基因植株[J];中国科学(B辑化学生命科学地学);1993年03期

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前4条

1	牛吉山;小麦—族毛麦6VS/6AL易位系叶片cDNA文库构建及6VS/6AL易位系中抗白粉病相关基因的克隆[D];南京农业大学;2000年
2	曹爱忠;利用大麦基因芯片筛选及克隆簇毛麦抗白粉病相关基因[D];南京农业大学;2005年
3	陈雅平;簇毛麦cDNA文库构建及小麦抗病相关基因克隆与功能分析[D];南京农业大学;2005年
4	邢莉萍;小麦/簇毛麦抗白粉病相关基因的转化及功能鉴定[D];南京农业大学;2007年

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前2条

1	王艳丽;小麦不同外植体农杆菌转化体系研究[D];中国农业科学院;2006年
2	吴莹莹;小麦Mlo基因RNAi表达载体的构建和反义表达植株后代的分子检测[D];山东大学;2006年

	【二级引证文献】
	【二级引证文献】

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前2条

1	赵维萍;普通小麦中一类富含脯氨酸蛋白基因的克隆与功能分析[D];南京农业大学;2011年
2	胡佳梦;簇毛麦抗白粉病基因Hv-S/TPK的抗病机理分析及其旁侧抗病基因类似物的克隆[D];南京农业大学;2010年

	【二级参考文献】
	【二级参考文献】

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前10条

1	黄承彦,楚秀生,杨平平,单承荣,殷毓芬,颜挺进;外源DNA导入技术培育抗旱耐盐小麦新品种[J];山东农业科学;2000年04期
2	于洪欣,柳建军,冯兆礼,董金铎;通过花粉管途径将抗虫基因(CpTI)导入小麦的研究[J];山东农业科学;1999年01期
3	成卓敏,周广和;小麦黄矮病毒GPV株系的提纯及血清学研究[J];病毒学报;1986年03期
4	杨新科,陈章良,段淑敏,李玉英,吴淑华,侯云德;天花粉蛋白在组织培养上抗病毒作用的研究[J];病毒学报;1990年03期
5	陈新民;李学渊;徐惠君;陈孝;赵乐莲;周俊芳;;小麦×玉米单倍体植株的产生[J];北京农业科学;1993年03期
6	刘伟华,李文雄,刘绵红,李新玲,张燕妮,赵欣;菜豆几丁质酶基因转化小麦的研究[J];东北农业大学学报;2001年02期
7	黄粤,柯遐义,李宝健;通过基因枪轰击转化获得转基因小麦植株的研究[J];西北植物学报;1997年02期
8	王台,童哲,赵玉锦;应用分子生物学方法诱导植物雄性不育:生物学基础和前景[J];大自然探索;1992年04期
9	梁明山;陈浩;曾宇;李薇;;植物花器官的基因表达[J];大自然探索;1996年01期
10	万士梅,蒯本科;外源基因(bar)在转基因燕麦(AvenasativaL.)后代中的遗传与表达[J];复旦学报(自然科学版);1998年04期

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1	杨爱国;;烟草基因组学研究方法篇:2.基因表达研究方法[J];中国烟草科学;2011年02期
2	郑全芳;杨志刚;孙红祥;;基因芯片在神经毒物学研究中的应用[J];中国兽药杂志;2006年02期
3	奚文辉;张文广;吴江鸿;李金泉;张燕军;付绍印;赵德超;松杰;;单毛囊RT-PCR技术在哺乳动物毛囊基因表达研究中的应用[J];黑龙江畜牧兽医;2011年07期
4	栗雪冰;仓明;;牛体外发育胚胎特定阶段差异表达基因的研究(英文)[J];Agricultural Science & Technology;2010年05期
5	吴小萍;席梦利;施季森;;麝香百合LLGLO1基因的克隆和表达[J];植物生理学通讯;2006年05期
6	吕志一;孙健红;徐薇;苏峰;权富生;华松;张涌;;小鼠2细胞胚胎基因表达谱分析[J];西北农业学报;2010年06期
7	张洪熙;戴正元;陈建民;肖宁;周长海;王宝和;李爱宏;潘存红;刘广青;;水稻分蘖期强势和弱势F_1基因表达差异分析[J];分子植物育种;2010年03期
8	李浩;张平平;查向东;夏先春;何中虎;;优质面包小麦品种济南17和豫麦34灌浆期高温胁迫差异表达基因的分离[J];作物学报;2007年10期
9	J V N rgaard;P K Theil;M T S rensen;K Sejrsen;李雁;黄彪;;泌乳期和干奶期奶牛乳腺细胞更新的细胞调节机制[J];饲料与畜牧;2009年08期
10	杨慧;薛彦久;王莹莹;马汇泉;谢先芝;;一个光敏色素B调控的水稻NBS-LRR基因的表达模式分析[J];山东农业科学;2011年06期

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1	何慧慧;严继舟;;Hox基因表达模式对成体干细胞迁移和巢居的影响[A];“细胞活动生命活力”——中国细胞生物学学会全体会员代表大会暨第十二次学术大会论文摘要集[C];2011年
2	阎爱华;张韫玮;张立峰;刘猛;王冬梅;;叶锈菌侵染早期TcLr19 SSH文库构建及ESTs序列分析[A];中国植物生理学会第十次会员代表大会暨全国学术年会论文摘要汇编[C];2009年
3	刘建斌;郎侠;郭健;杨博辉;孙晓萍;岳耀敬;冯瑞林;;心脏型脂肪酸结合蛋白基因研究进展[A];中国畜牧兽医学会养羊学分会全国养羊生产与学术研讨会议论文集[C];2010年
4	廖为仪;朱晓彤;束刚;王松波;高萍;江青艳;;鸡不同部位脂肪前体细胞分化及相关基因表达模式的差异[A];全国动物生理生化第十一次学术交流会论文摘要汇编[C];2010年
5	张修国;冯宝珍;王和美;;辣椒疫霉菌效应蛋白NPP基因家族致病遗传机制及其功能分析[A];中国菌物学会第五届会员代表大会暨2011年学术年会论文摘要集[C];2011年
6	李文学;刘刚;柴春利;鲁成;;家蚕mago nashi基因的克隆、序列分析及原核表达研究[A];中国蚕学会第六届青年学术研讨会论文集（1）[C];2009年
7	金志强;;人类基因组计划——从基因组到后基因组[A];中国热带作物学会六届二次理事会暨学术研讨会论文集[C];2000年
8	裴军;;用基因芯片寻找差异表达基因[A];中国生物工程学会第三次全国会员代表大会暨学术讨论会论文摘要集[C];2001年
9	陈思;黄欣;陈少华;杨力建;郑海涛;李扬秋;;BCL11B基因在T细胞分化和增殖中调节作用的研究[A];中国病理生理学会第九届全国代表大会及学术会议论文摘要[C];2010年
10	郝香芬;曾小明;夏机良;颜孙兴;刘晓明;彭白露;;食蟹猴糖尿病模型不同时期相关基因表达模式[A];第九届中国实验动物科学年会（2010新疆）论文集[C];2010年

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前4条

1	陆志城;誓揭大脑奥秘[N];医药经济报;2002年
2	麦迪信;血液流动促进心脏“发育”[N];医药经济报;2003年
3	雷毅;科学殿堂里的人们[N];科技日报;2000年
4	记者解悦　通讯员周景山;孕妇羊水细胞或成“万能细胞”[N];南京日报;2009年

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1	时桂芹;家蚕抗氧化基因注释及功能研究[D];重庆大学;2013年
2	张翠翠;水稻可塑性基因RPL1的分离与鉴定[D];华中农业大学;2011年
3	张洪映;小麦逆境应答基因TaSnRK2.8的克隆与分析[D];西北农林科技大学;2011年
4	孙立平;玉米胞质Ⅰ类小分子量热激蛋白基因ZmHSP16.9的分离及功能分析[D];山东农业大学;2012年
5	邹央云;酵母倍增基因功能分化机制研究[D];复旦大学;2011年
6	陈鹏;家蚕躯体发育突变Wes、E~(Cs)-l和ap的分子解析及其基因调控研究[D];西南大学;2014年
7	张东;转fat-1基因体细胞克隆绵羊的研究[D];内蒙古农业大学;2011年
8	王泽英;Clusterin基因在奶牛乳腺炎中的作用及表达调控机制[D];南京农业大学;2012年
9	赵阳;玉米HD-Zip转录因子家族抗旱相关基因的鉴定及Zmhdz10功能分析[D];安徽农业大学;2013年
10	王强;局部叠加基因表达模式聚类分析方法研究[D];哈尔滨工业大学;2012年

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1	刘春慧;基于GSEA分析的犬膨大性心肌症关键基因通路筛选[D];上海交通大学;2012年
2	李慧;果蝇Hox基因系统进化关系分析[D];西北农林科技大学;2011年
3	李萍;玉米淀粉合成关键基因Brittle-2表达模式分析及启动子关键区域鉴定[D];四川农业大学;2012年
4	郭宝平;SATB1基因与乳腺癌的关系研究[D];广西医科大学;2011年
5	连爱娥;基于基因本体（GO）的基因语义相似性度量方法的研究及应用[D];上海师范大学;2010年
6	丁健;spoT基因在幽门螺杆菌定植过程中的功能研究[D];山东大学;2010年
7	郭小毛;Igf2基因在克隆胚胎早期发育过程中异常印记模式的研究[D];四川农业大学;2012年
8	张旭;人HSPC117基因对细胞迁移行为影响及基因表观调控的初步研究[D];东北农业大学;2013年
9	李懿星;雄性不育TDR下游基因Os503的筛选验证及其功能研究[D];湖南农业大学;2010年
10	马学敏;植物固醇合成途径关键基因CPI1的进化及功能研究[D];北京林业大学;2013年

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