小麥及其供體種抗病序列分離與標(biāo)記開發(fā).pdf

1、為了抵御病原菌的侵染，植物在長時間的進(jìn)化過程中產(chǎn)生了多種抗病保守結(jié)構(gòu)，其中PK和NBS分布最為廣泛。2013年粗山羊草和烏拉爾圖小麥以及2014年普通小麥全基因組測序的完成，使得快速分離和分析基因家族成為可能。本研究主要對粗山羊草全基因組和抗病基因Pm43所在普通小麥基因組區(qū)段內(nèi)的NBS、PK類抗病基因家族進(jìn)行分離分析，同時又進(jìn)行了烏拉爾圖小麥NBS家族全基因組分離，染色體定位，進(jìn)化及抗性表達(dá)分析，主要結(jié)果如下:
　　(1)在粗山

2、羊草全基因組中獲得的NBS、PK完整蛋白序列分別為701、1499條，其中，AetNBS序列均具有定位信息，7D染色體上分布最多為165條，4D染色體上分布最少，僅有29條;而1499條AetPK中，共有1186條序列具有定位信息，5D染色體上序列最多為217條，4D染色體最少只95條。通過將定位于5DL染色體上的NBS和PK序列對應(yīng)的Scaffolds進(jìn)行SSR檢索并設(shè)計引物，然后將所設(shè)計的264對引物在粗山羊草Y201（攜帶PmY2

3、01）/Y2272F2群體親本和抗感池進(jìn)行多態(tài)性篩選，共有2個NBS和7個PK標(biāo)記在抗感親本和抗感池間均具有多態(tài)性，最后利用作圖群體進(jìn)行連鎖性驗證，其中7對PK-SSR標(biāo)記可以定位到作圖群體的連鎖圖上。
　　(2)從烏拉爾圖小麥中共篩選出463條含有NBS結(jié)構(gòu)的完整蛋白序列，其中461條序列具有定位信息，在7條染色體中7A上分布最多，有96條;6A染色體上分布最少，有39條。利用NBS蛋白構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化發(fā)育樹，共得到118對同源基因

4、。據(jù)染色體位置推斷，烏拉爾圖小麥NBS家族中可能發(fā)生過63次串聯(lián)復(fù)制和55次片段復(fù)制，復(fù)制事件發(fā)生于4380.84～3.46Mya(million years ago)，且所有烏拉爾圖小麥NBS同源基因?qū)Φ腒a/Ks均小于1，說明烏拉爾圖小麥NBS家族在復(fù)制后被進(jìn)行純化選擇。然后對經(jīng)Blumeria graminis f.sp.tritici(Bgt)感染的烏拉爾圖小麥RNA-seq數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，在三個品種Tu38，Tu138和Tu15

5、8中篩選出6個共有的表達(dá)差異基因。
　　(3)Pm43是本課題組定位在2DL染色體上的抗白粉病基因。本研究通過相互比對確定了Pm43對應(yīng)于2D染色體物理圖譜、遺傳圖譜和基因組圖譜上的位置區(qū)段，并從區(qū)段內(nèi)檢索出89條RGA-scaffold，通過對含有SSR位點的RGA-scaffold開發(fā)標(biāo)記及連鎖性測驗，將目的區(qū)間再次縮小在PK_9908430和NBS_9908778兩個標(biāo)記間。之后利用聚類分析，篩選出兩個(NBK和PK序列各一