花生RIL群體抗青枯病鑒定與抗病基因AhqBW3的克隆和功能鑒定.pdf

1、花生是我國重要的油用兼食用經(jīng)濟作物，在人民生活和國民經(jīng)濟中占據(jù)重要地位。由青枯雷爾氏菌引起的青枯病是花生最重要的土傳性細菌病害，嚴重影響了花生的生產(chǎn)，目前沒有有效的化學防治手段，因此解決青枯病最有效的手段還是培育抗病品種。國內(nèi)外對花生抗青枯病的分子機理研究甚少，對控制青枯病的抗性基因數(shù)目、作用機制、花生-青枯菌互作的機理還不清楚，使培育抗青枯病高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種進程緩慢。因此本研究通過篩選抗性種質(zhì)資源，分離和鑒定花生抗青枯候選基因，為研究其抗

2、青枯的分子機制，促進花生抗青枯分子育種提供基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下：
　　1.實驗室前期以高抗青枯病的花生品種粵油92和高感青枯病的花生品種新會小粒為親本，構(gòu)建了抗青枯重組自交系(Recombinant Inbred Lines,RIL)群體，本研究對F9代RIL群體的300個家系進行了農(nóng)藝性狀考查，通過大田接種青枯菌進行了抗青枯性狀鑒定。結(jié)果表明主莖高、側(cè)枝長、總分枝數(shù)、單株果數(shù)、單株飽果數(shù)、單株果重等六個農(nóng)藝性狀觀察值呈連續(xù)分布

3、，屬于多基因控制的數(shù)量性狀遺傳。RIL群體對青枯菌的抗性表現(xiàn)差異顯著，且存在超親優(yōu)勢?；ㄉ嗫莶】剐詫儆跀?shù)量性狀，且與分枝數(shù)、單株果重等性狀間連鎖關(guān)系不緊密。根據(jù)病情指數(shù)進行篩選，群體中抗青枯病的材料有58份，高感青枯病的材料有125份。通過比較篩選出了10個高抗青枯病的家系(16,108,130,131,251,261,336,362,475,646)和10個高感青枯病的家系(4,13,35,151,161,265,287,317,4

4、63,552)。結(jié)合實驗室前期抗黃曲霉抗性鑒定的結(jié)果，從中選出了3個兼抗青枯病和黃曲霉的家系(16,251,475)；其中2個家系(475,251)是單株產(chǎn)量(單株果重分別為38g，43g)，黃曲霉和青枯病抗性都比較高的綜合優(yōu)良材料，可作為優(yōu)異種質(zhì)進行研究。
　　2. NBS-LRR類抗病基因是目前已知的在植物抗病防御反應(yīng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用的抗病基因最大家族。本研究在對花生抗青枯 QTL遺傳連鎖圖譜分析的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)了一個與抗青枯分子

5、標記SNP79緊密連鎖的NBS-LRR類基因AhqBW3，該基因在抗病品種粵油92中受青枯菌誘導下調(diào)表達4倍，通過 RACE獲得了其全長 cDNA，該基因全長2,998bp，編碼855個氨基酸，具有典型的NBS-LRR類保守結(jié)構(gòu)域，在洋蔥表皮細胞瞬間表達其與GFP融合蛋白定位于細胞膜和細胞質(zhì)中。熒光定量分析AhqBW3受青枯菌侵染后的表達模式顯示，在抗青枯花生品種粵油92中下調(diào)表達，在感病材料新會小粒中先上調(diào)表達后略下調(diào)表達。ABA、E

6、T、JA等激素誘導下，AhqBW3在抗青枯花生品種粵油92中下調(diào)表達，在感病材料新會小粒中上調(diào)表達。該基因在本氏煙草葉片瞬間超表達能引起過敏性反應(yīng)。超表達AhqBW3感青枯病煙草品種紅大對青枯菌的抗性明顯增強。深入研究AhqBW3超量表達的轉(zhuǎn)基因煙草在接種青枯菌后一系列防御反應(yīng)相關(guān)基因NtH1N1，NtHSR515，NtPR1b，NtPR2，NtPR4，NtPR1ak，NtNPR1和NtAcs6發(fā)現(xiàn)，這些基因與非轉(zhuǎn)基因?qū)φ障啾榷寄軌蛎黠@