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白粉菌诱导的簇毛麦叶片SSH文库的构建及抗白粉病相关基因的克隆与分析

何华纲  
【摘要】:小麦白粉病是严重危害小麦生产的病害之一,野生型簇毛麦携带有白粉病抗性强、抗谱广的Pm21基因,对Pm21基因及白粉病抗性相关基因的克隆具有重要的育种意义。本研究应用抑制性消减杂交(SSH)技术,以野生型簇毛麦(Gh21)及其感病突变体(M14S)为材料,建立白粉菌诱导的叶片的SSH文库,获得218个阳性克隆,对其中部分克隆测序,获得60个EST序列。 与GenBank中的序列进行BLAST分析,发现23个EST序列可能与抗病相关,包括1个抗病基因类似物、2个抵御病原菌的效应物、3个信号传导相关蛋白、5个重要次生代谢相关酶类、4个蛋白降解及其他水解酶类、3个细胞膜、细胞壁的修复和加固相关的酶或蛋白和5个ROS清除酶类。另外29个EST主要涉及植物的抗逆应答、RNA加工、蛋白质的翻译与加工、光合作用、能量代谢等。还有5个EST在数据库中找到了同源性序列,但功能尚不清楚,而3个EST在数据库中没有显著的同源性,可能代表了新基因,或变异度较高的cDNA非编码区。 本研究从抗病簇毛麦cDNA文库中筛选到1个蓝铜结合蛋白基因(BCB)和1个谷胱甘肽硫转移酶基因(GST),并根据数据库中已知的小麦cyclophilin基因(CyP)序列设计特异引物,从簇毛麦cDNA中克隆到3个CyP基因。半定量RT-PCR分析表明,这些基因在簇毛麦中均为组成型表达,其产物在白粉菌侵染过程中大量积累。在相同的诱导时期,BCB基因的表达水平在抗、感簇毛麦中没有明显差异,GST基因的表达水平在抗病簇毛麦中比在感病簇毛麦中更高些,CyP基因在抗、感病簇毛麦中具有明显不同的表达模式。据此推测这三个基因在抗白粉病过程中可能起不同的作用。


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