水稻抗白葉枯病新基因的初步鑒定及小熱激蛋白基因的克隆、表達(dá)分析.pdf

1、水稻是我國(guó)主要的糧食作物，由黃單胞桿菌引起的水稻白葉枯病是水稻生產(chǎn)中最嚴(yán)重的病害之一。疣粒野生稻(Oryza meyeriana L.)對(duì)白葉枯病具有高水平抗性，抗病表型接近免疫。利用不對(duì)稱體細(xì)胞雜交技術(shù)，將粳稻品種8411與疣粒野生稻體細(xì)胞雜交，獲得了農(nóng)藝性狀優(yōu)良并且穩(wěn)定遺傳的抗白葉枯病新種質(zhì)SH5和SH76。 本試驗(yàn)以10個(gè)菲律賓白葉枯病菌小種和1個(gè)中國(guó)長(zhǎng)江流域代表菌株為供試菌系，以含有不同抗白葉枯病基因的IRBB近等基因系

2、作為參照，對(duì)8411和兩個(gè)抗病新種質(zhì)SH5、SH76進(jìn)行了全生育期抗譜鑒定。通過正反交，對(duì)SH5和SH76進(jìn)行抗性遺傳分析。同時(shí)對(duì)抗病新品種SH76和感病品種8411進(jìn)行白葉枯病菌接種，測(cè)定了水稻葉片中與抗病性相關(guān)的超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)活性及過氧化氫(H2O2)和丙二醛(MDA)含量等生理指標(biāo)。前期用水稻全基因組芯片分析抗病新種質(zhì)接種白葉桔病菌前后基因表達(dá)時(shí)，發(fā)現(xiàn)了顯著上調(diào)的1個(gè)小熱激蛋白

3、(sHSP17.5)基因，本試驗(yàn)利用半定量RT—PCR，分析了sHSP17.5基因的時(shí)空表達(dá)模式，并克隆得到該基因的cDNA和DNA全長(zhǎng)。結(jié)果如下： 1.從苗期的抗譜結(jié)果來看，新種質(zhì)SH5和SH76抗譜較廣，進(jìn)入成株期后抗性更加明顯，與已正式鑒定的18個(gè)抗白葉枯病基因的抗譜不同。相比而言，與IRBB5(xa5)、IRBB7(Xa7)和Asominori(Xa17)的抗譜較相近。在分蘗期，SH5和SH76的抗譜與IRBB4(Xa4

4、)、IRBB5、IRBB7、Asominori和IRBB21(Xa21)抗譜相近。孕穗期SH5和SH76抗譜與IRBB21的一致，與IRBB5、IRBB7和Asominori的抗譜相近。綜合分析SH5和SH76全生育期的抗譜結(jié)果，認(rèn)為新種質(zhì)與IRBB5、IRBB7、IRBB21和Asominori的抗譜較為接近。 2.從SH5、SH76與8411的正反交結(jié)果可以看出，SH5、SH76的抗性由一對(duì)顯性核基因或一個(gè)連鎖的基因群控制，

5、并且很可能是抗病新基因。 3.抗病品種SH76的SOD、POD活性和H2O2含量在接種2 d后均高于感病品種，水稻抗白葉枯病新基因的初步鑒定及小熱激蛋白基因的克隆、表達(dá)分析并在2 d時(shí)達(dá)到頂峰。但是CAT活性在接種3 d后才達(dá)到最高。SH76的MDA含量略高于感病品種。以上結(jié)果說明活性氧代謝在水稻與白葉枯病互作中起著重要作用，高水平活性氧代謝抑制了自葉枯病菌在抗病品種葉片中的繁殖。 4.感病品種8411與抗病品種SH5、

6、SH76葉片在接種水稻白葉枯菌小種Zhe173后，sHSP17.5基因表達(dá)模式不同?？共⌒路N質(zhì)SH5、SH76中sHSP17.5基因表達(dá)上調(diào)，且能維持較高水平；而感病親本8411接種24 h后，sHSP17.5表達(dá)明顯下降。根據(jù)NCBI網(wǎng)站上的預(yù)測(cè)序列設(shè)計(jì)特異性引物，克隆得到sHSP17.5基因cDNA和DNA全長(zhǎng)，其中包含一個(gè)完整的501bp的ORF。sHSP17.5基因不含內(nèi)含子。序列分析表明，該基因編碼的蛋白其二級(jí)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)域主要