玉米NPR類基因的克隆及功能初步分析.pdf

1、為適應(yīng)復(fù)雜的環(huán)境并抵抗環(huán)境中病原菌的侵害，植物在長(zhǎng)期進(jìn)化的過(guò)程中自身形成了多種復(fù)雜的防御機(jī)制。系統(tǒng)獲得性抗性(SAR)就是一種重要防御機(jī)制?？寺∮衩譙AR系統(tǒng)的NPR類關(guān)鍵基因，對(duì)培育抗病能力強(qiáng)的玉米新品種具有重要意義。本實(shí)驗(yàn)利用玉米全基因組數(shù)據(jù)庫(kù)資源和反轉(zhuǎn)錄PCR技術(shù)，克隆獲得了一個(gè)玉米NPR類基因，對(duì)這個(gè)基因的特征及功能進(jìn)行了分析，獲得如下主要結(jié)果：
　　 1、該基因全長(zhǎng)1434bp，編碼477個(gè)氨基酸，序列登錄NCBI網(wǎng)站

2、，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與已登錄的玉米NPRl基因(登錄號(hào)NM001154115)相似性99％，氨基酸相似性100％，因此，我們將獲得的基因命名為ZmNPR1，其蛋白質(zhì)分子量Mw=53.30kD，等電點(diǎn)pI=5.68；
　　 2、克隆的ZmNPR1與擬南芥和水稻NPR基因家族成員進(jìn)行了序列比對(duì)分析，結(jié)果顯示ZmNPR1與水稻OsNPR2具有較高的同源性，包含兩個(gè)保守結(jié)構(gòu)域POZ/BTB位點(diǎn)和Ankyrin repeat錨蛋白重復(fù)位點(diǎn)。

3、　　 3、利用基因槍技術(shù)將含有ZmNPR1基因的融合載體導(dǎo)入洋蔥表皮細(xì)胞，結(jié)果顯示ZmNPR1主要在細(xì)胞核中發(fā)揮作用。
　　 4、分別用一定濃度水楊酸、茉莉酸甲酯、玉米矮花葉病毒和玉米小斑病原菌處理玉米葉片，利用半定量PCR技術(shù)，分析了這四種處理下ZmNPR1基因和玉米防衛(wèi)基因PAL(苯丙氨酸解氨酶)表達(dá)情況，結(jié)果顯示，水楊酸和兩種病原物的處理可以誘導(dǎo)ZmNPR1基因和PAL基因的表達(dá)，而茉莉酸甲酯處理下基因的表達(dá)受到抑制。<

4、br>　　 5、構(gòu)建了ZmNPR1過(guò)量表達(dá)載體和RNAi干涉載體并通過(guò)原位轉(zhuǎn)化技術(shù)導(dǎo)入玉米中，共獲得19株干涉植株，對(duì)其中10株進(jìn)行 PCR檢測(cè)，結(jié)果均為陽(yáng)性。
　　 6、對(duì)獲得的干涉植株體內(nèi)游離態(tài)水楊酸(SA)含量進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果顯示干涉植株水楊酸的含量相比于對(duì)照平均下降了51％。
　　 上述結(jié)果均顯示了克隆的ZmNPR1基因與玉米的抗病性相關(guān)。SAR是植物抵抗疾病系統(tǒng)的重要組成部分，而NPR類基因是SAR系統(tǒng)中的關(guān)鍵