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《中南民族大学》 2009年
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油菜菌核病抗性相关基因EIN3及3A06和6C02的功能研究

许李明  
【摘要】:由核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum (Lib. ) de Bary)引起的菌核病是油菜(Brassica napus)的主要病害之一。利用抗病品种是该病害防治的经济有效措施。然而目前高抗材料缺乏,抗病分子机制尚不清楚,需要发展或采用新技术寻找关键的抗病基因,进行抗病育种。近年来植物功能基因组学和基因工程的研究进展迅速,特别是在模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)中抗病性功能基因与抗病分子机制研究取得了突破性进展。在油菜中嫁接和发展这些技术,克隆和研究油菜抗病性功能基因,以提高油菜对菌核病的抗性具有重要的理论和实践意义。 本研究以本实验室建立的油菜抗病相关的Unigene库/cDNA文库及其芯片表达谱结果为基础,选择了4个与油菜抗菌核病相关的基因,克隆了这些基因的全长,从病原诱导表达测定、转基因功能鉴定的角度研究了这些基因的功能。主要结果如下: 1、BnEIN3全长序列克隆和病原诱导表达研究。已有研究表明,植物EIN3是乙烯信号转导途径中的一个关键调节因子,能激活乙烯诱导的防御相关基因的表达。本研究以本实验的油菜Unigene库为基础,通过同源克隆法克隆得到一个1947 bp的片段,该片段包含一个甘蓝型油菜EIN3(BnEIN3)基因,序列分析表明;该基因序列与拟南芥EIN3一致性高达82%,有完整的开放阅码框,编码614个氨基酸,其中包含一个EIN3结构域。诱导表达研究表明,在油菜高抗品种D083中,菌核病侵染后期快速诱导BnEIN3上调表达,且显著高于中抗(中双9号)及高感品种(84039)中该基因的表达,预示着BnEIN3在油菜对菌核病的抗性中行使功能。 2、通过基因沉默鉴定油菜同源基因At3A06、At6C02和AtEIN3的功能。在基因功能研究中,基于微RNA(microRNAs,miRNAs)作用机制而发展起来的人工miRNAs(artificial miRNAs,amiRNAs)干扰技术是一种新型的、高效的、高通量的基因沉默新技术。本研究基于油菜菌核病抗性相关基因芯片表达谱分析结果,从油菜防御cDNA文库中选择了Bn3A06、Bn6C02和BnEIN3,以其对应的同源基因At3A06(AT2G43945)、At6C02(AT2G33860)和AtEIN3(AT3G20770)为基础,构建了这些侯选基因的amiRNA干扰载体amiRNAi-3A06、amiRNAi-6C02和amiRNAi-EIN3,并获得了一批PCR检测为阳性的转基因拟南芥。利用荧光定量PCR的检测结果表明,导入amiRNAs干扰载体的转基因株系中,目的基因At3A06、At6C02和AtEIN3的表达量均分别显著降低。转基因株系对菌核病的抗性鉴定表明,内源基因At3A06的表达被显著干扰后,拟南芥对菌核病的敏感性显著增强。初步说明At3A06基因可能参与了植株对核盘菌的防御反应,为进一步探讨该基因在油菜抗病中的作用奠定了基础,对发掘油菜新的菌核病抗性基因源具有重要意义。 3、油菜基因Bn6C02和Bn3E09的过表达研究。基于油菜菌核病抗性相关基因芯片表达谱分析结果,本研究从油菜防御cDNA文库中选择了2个抗病相关的基因Bn6C02和Bn3E09,构建了这些基因的植物表达载体pG6C和pGB3E,并转化拟南芥,获得了转基因植株,为下一步研究其功能奠定了基础。
【学位授予单位】:中南民族大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:S565.4

【参考文献】
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