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《华中农业大学》 2003年
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水稻抗病相关基因OsDR2的分离克隆和功能鉴定

黄丽玲  
【摘要】:水稻是世界上重要的粮食作物,但病虫害的影响常常造成其产量和品质的下降。因此,了解病害的发病机制,探索植物的抗病机理将有助于控制植物病害的发生,减少植物病害所带来的损失。 根据Zhou(2002)和Wen(2003)的实验结果,水稻抗性品种C101LAC(携带抗稻瘟病主效基因Pi-1)、IRBB4(携带抗白叶枯病主效基因Xa4)及MH63(携带抗白叶枯病主效基因Xa26)在接种相应的病原微生物后,EI5P11克隆所代表的基因(来自明恢63全生育期均一化cDNA文库,EI5P11为该基因在cDNA文库中的克隆号)表达量都会有不同程度的上升,尤其在接种后的第三天时表达量达到最高,由此推断,由EI5P11克隆所代表的基因参与了植物的抗病反应。并且经BLAST分析,该cDNA片段在水稻基因组第一、第七染色体上都存在与其同源的序列(Wen et al., 2003)。 本研究即是通过分离克隆该cDNA片段所属的基因并进行遗传转化,进一步验证该基因在植物抗病反应中的作用。 根据最新公布的信息做BLAST分析,EI5P11 cDNA序列与水稻基因组的第七条染色体上的BAC克隆AP003846中一段序列高度同源(identity值为94%,[E]值为0.0),基因转录区长2264 bp,编码~推定的Nt-gh3蛋白,共605个氨基酸。由于该基因与抗病反应存在一定的相关性,因此将其命名为OsDR2。对基因编码的蛋白进行三级结构及功能的分析后发现,其属于一类荧光素酶的超家族。同时,在水稻基因组中,还存在一些与其同源的拷贝分布在不同的染色体上。 通过3'-RACE(3'-rapid amplification of cDNA end)及RT-PCR(reverse transcription-ploymerase chain reaction)的分析,确定OsDR2基因的终止位点及基因中内含子的位置和大小。并进一步通过Northem杂交验证基因转录产物的大小。 OsDR2基因的遗传转化工作分为两部分进行:第一部分的工作是将该基因克隆到含ubiqitin启动子的转化载体pU1301上,由农杆菌介导转入感病的粳稻品种牡丹江8号;第二部分是采用RNA干扰技术抑制OsDR2基因的表达。并进一步结合转化植株的性状及该基因与其它抗病相关基因的表达情况,说明其在植物抗病反应过程中所起到的作用。 在OsDR2基因超量表达的实验中,转基因植株中有部分出现形态矮小、生长发育迟缓、不抽穗结实等特征。并且通过对部分植株的RT-PCR和Northern杂交分析,在未进行病原物接种的情况下,与未转基因的牡丹江8号、抗性品种IRBB4及C101LAC相比,这些形态矮小的植株中OsDR2基因的表达量要高的多,而在对照植株及形态正常的转基因植株中的表达量极低。现初步推测,该基因的表达可影响植株的形态建成。 华中农业大学硕士学位论文 通过接种白叶枯病生理小种PXO61,转基因植株的抗病性较其感病的受体品种 牡丹江8号有显著增强。 另外,采用RNA干扰(RNA interference)技术获得的抑制目标基因表达的转 基因植株正处于分化出苗阶段。
【学位授予单位】:华中农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:S511

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【引证文献】
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