小麥MYB轉(zhuǎn)錄因子TaMYB86和TaRIM1的分子特征與防御功能分析.pdf

1、小麥根腐病和紋枯病是世界性的小麥重要土傳病害。由于缺乏高抗根腐病、紋枯病的小麥種質(zhì)資源，利用雜交和表型選擇等方法培育抗根腐病、紋枯病小麥品種的進(jìn)展緩慢。因此，分離小麥抗根腐病、抗紋枯病相關(guān)基因，驗(yàn)證其抗病功能，發(fā)掘和創(chuàng)制抗根腐病和紋枯病小麥新種質(zhì)顯得尤為迫切。植物防衛(wèi)反應(yīng)涉及多個(gè)基因、多條信號(hào)通路，MYB轉(zhuǎn)錄因子在該應(yīng)答反應(yīng)中起著承上啟下的作用。本研究對(duì)前期篩選的受病原菌誘導(dǎo)表達(dá)的 MYB轉(zhuǎn)錄因子基因 TaMYB86和TaRIM1進(jìn)行分

2、子特征和防御功能分析，旨在明確它們是否為小麥抗根腐病和紋枯病重要基因，并獲得具有根腐病、紋枯病抗性的轉(zhuǎn)基因小麥新種質(zhì)。
　　本研究獲得以下結(jié)果：
　　構(gòu)建了TaMYB86過(guò)表達(dá)的轉(zhuǎn)基因載體pUbi:MYC-TaMYB86，利用基因槍介導(dǎo)法將其轉(zhuǎn)入小麥商業(yè)品種揚(yáng)麥16。對(duì)轉(zhuǎn) TaMYB86基因小麥 T0-T3代植株進(jìn)行分子特征分析和抗病鑒定。PCR檢測(cè)結(jié)果表明，引入的 TaMYB86已轉(zhuǎn)入三個(gè)轉(zhuǎn)基因小麥株系中；qRT-PCR結(jié)

3、果顯示，TaMYB86在3個(gè)轉(zhuǎn)基因小麥株系中的表達(dá)量顯著高于未轉(zhuǎn)基因揚(yáng)麥16，約為未轉(zhuǎn)基因揚(yáng)麥16的5~6倍，表明TaMYB86可在轉(zhuǎn)基因小麥中過(guò)量轉(zhuǎn)錄、表達(dá)；Western雜交結(jié)果表明，引入的TaMYB86可在上述3個(gè)轉(zhuǎn)基因小麥株系中翻譯表達(dá)。對(duì)轉(zhuǎn)TaMYB86基因小麥與未轉(zhuǎn)基因揚(yáng)麥16進(jìn)行根腐病菌接種與抗病鑒定，結(jié)果表明，3個(gè)轉(zhuǎn)TaMYB86基因小麥株系在T1-T3代的根腐病病情指數(shù)分別為31.75、50.00、45.00；37.7

4、5、37.50、38.50；41.75、31.25、37.50；在3次鑒定中未轉(zhuǎn)基因揚(yáng)麥16的根腐病病情指數(shù)分別為75.04、54.17、65.38，轉(zhuǎn)TaMYB86基因小麥T1-T3代的根腐病抗性均顯著高于未轉(zhuǎn)基因揚(yáng)麥16。與未轉(zhuǎn)基因揚(yáng)麥16相比，轉(zhuǎn)TaMYB86基因小麥中3個(gè)防衛(wèi)基因（PR10、PR17c和Chit1）的轉(zhuǎn)錄水平也顯著提高。以上結(jié)果說(shuō)明，TaMYB86過(guò)表達(dá)可顯著增強(qiáng)轉(zhuǎn)基因小麥的根腐病抗性，TaMYB86在小麥防御根

5、腐病過(guò)程中起正向調(diào)控作用。
　　通過(guò)大麥條紋花葉病毒（BSMV）介導(dǎo)的病毒誘導(dǎo)基因沉默（VIGS）方法，使抗紋枯病小麥CI12633中TaRIM1的表達(dá)量顯著下降，隨后接種紋枯病菌強(qiáng)毒力菌株 WK207進(jìn)行抗性程度鑒定，以研究 TaRIM1在小麥防御紋枯病反應(yīng)中的作用。結(jié)果表明，與接種 BSMV:GFP病毒的 CI12633對(duì)照植株相比，接種BSMV:TaRIM1的 CI12633植株中 TaRIM1的表達(dá)量顯著降低，對(duì)紋枯病抗性

6、顯著減弱，說(shuō)明TaRIM1是小麥防御紋枯病反應(yīng)所需的基因。構(gòu)建了 TaRIM1的過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)基因載體pUbi:MYC-TaRIM1，利用基因槍介導(dǎo)法將其轉(zhuǎn)入小麥推廣品種揚(yáng)麥16，并對(duì)轉(zhuǎn)TaRIM1基因小麥T0-T2代植株進(jìn)行分子特征分析和抗紋枯病鑒定。PCR檢測(cè)結(jié)果表明，引入的 TaRIM1已轉(zhuǎn)入5個(gè)轉(zhuǎn)基因小麥株系中；qRT-PCR結(jié)果顯示，TaRIM1基因可在轉(zhuǎn)基因小麥株系中過(guò)量轉(zhuǎn)錄、表達(dá)；Western雜交結(jié)果表明，引入的TaRIM1可

7、在5個(gè)轉(zhuǎn)基因陽(yáng)性植株中翻譯表達(dá)；抗紋枯病鑒定結(jié)果表明，5個(gè)轉(zhuǎn) TaMYB86基因小麥株系在 T1-T2代的紋枯病病情指數(shù)分別為20.00-36.00及20.00-33.40，各代相應(yīng)鑒定的未轉(zhuǎn)基因揚(yáng)麥16的紋枯病病情指數(shù)分別為55.00和48.40，轉(zhuǎn)TaRIM1基因各株系小麥連續(xù)兩代的紋枯病抗性均顯著高于未轉(zhuǎn)基因揚(yáng)麥16。以上結(jié)果說(shuō)明， TaRIM1是小麥抗紋枯病重要基因，過(guò)表達(dá)TaRIM1可顯著增強(qiáng)轉(zhuǎn)基因小麥的紋枯病抗性。對(duì)禾谷絲核