三個小麥抗條銹病相關(guān)基因的全長cDNA克隆及生物信息學(xué)分析.pdf

1、小麥條銹病屬于世界性病害。目前，人們對小麥與條銹菌互作機(jī)理的研究主要集中在細(xì)胞學(xué)和組織病理學(xué)等方面，分子生物學(xué)方面的研究則相對較少。本實(shí)驗(yàn)室在前期的工作中，構(gòu)建了受條銹菌生理小種cY23侵染的小麥品種水源11的抑制性差減雜交文庫。對文庫中包含的2，606個陽性克隆全部提取質(zhì)粒后測序，共得到2，167條高質(zhì)量的ESTS。 本研究在以抑制性差減雜交技術(shù)(Suppression Subtractive Hybridization)獲得

2、大量受小麥條銹菌(Puccinia striiforrmis f. sp．tritici)誘導(dǎo)差異表達(dá)基因的基礎(chǔ)上，從中挑選了3個感興趣的抗病相關(guān)基因，分別采用RACE(Rapid Amplification of cDNA，Ends)技術(shù)和電子克隆技術(shù)克隆其全長，并對目的基因進(jìn)行了初步的生物信息學(xué)分析和轉(zhuǎn)錄水平的表達(dá)譜分析，旨為進(jìn)一步揭示小麥與條銹菌互作過程中的分子及其功能奠定理論基礎(chǔ)。 采用RACE技術(shù)克隆了一個GArA型鋅

3、指蛋白基因，命名為ZF001。該基因全長1，973bp，包含一個編碼193個氨基酸的閱讀框。序列分析表明，ZF001基因僅含有一個鋅指超二級結(jié)構(gòu)，且在該基因的N端攜帶有一個雙向的核定位信號。進(jìn)化樹分析表明，ZF001可能與植物中其他含有相同鋅指結(jié)構(gòu)的基因起源于同一祖先，而與脊椎動物相關(guān)基因親緣關(guān)系較遠(yuǎn)。半定量。RT-PCR分析顯示，ZF001的表達(dá)在非親和組合中總體呈上調(diào)趨勢，而在親和組合中總體呈下調(diào)趨勢。初步推測ZFDD，作為一個轉(zhuǎn)錄

4、因子通過結(jié)合特異基因在小麥抗條銹病過程中起正調(diào)控作用。 采用電子克隆結(jié)合RT-PCR技術(shù)，克隆了一個放氧復(fù)合體前體基因和一個LSDl型鋅指蛋白基因，分別命名為TAORC01和TaLSD1。 TAOEC01，全長824bp，具有編碼生成一個197個氨基酸的完整閱讀框。進(jìn)化樹分析表明，TAOEC01與水稻(Oryza sativa)和玉米(Zea mays)中的放氧復(fù)合體相關(guān)基因親緣關(guān)系較近，而與其他物種親緣關(guān)系較遠(yuǎn)。半定量

5、RT-PCR結(jié)果顯示，該基因在親和以及非親和組合中的表達(dá)模式基本相似，其表達(dá)量總體呈上調(diào)趨勢。推測TAOEC01通過在轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)控能量代謝參與到小麥與條銹菌互作過程中。 TaLSDl全長1.024bp，編碼生成一個包含三個保守LSDl型鋅指結(jié)構(gòu)-CxxCxRxxLMYxxGASxVxCxxC且長度為146個氨基酸的多肽。進(jìn)化樹分析表明，TaLSDl與水稻(Orvza sativa)、擬南芥(Arabidopsisr thali

6、ana)和蕪菁(Brassica rapa)中部分含有三個保守LSDl型鋅指結(jié)構(gòu)的同源基因親緣關(guān)系較近，而與其他包含不同數(shù)目LSDl型鋅指結(jié)構(gòu)的基因親緣關(guān)系較遠(yuǎn)。推測TaLSDl在進(jìn)化中丟失了部分序列，進(jìn)而執(zhí)行新的功能。半定量RT-PCR結(jié)果顯示，該基因在親和以及非親和組合中的表達(dá)模式很相似，均表現(xiàn)在前期基因表達(dá)被抑制而后期恢復(fù)正常。初步推測TaLSDl在轉(zhuǎn)錄水平上的表達(dá)受光誘導(dǎo)，同時，作為一個細(xì)胞程序性死亡的負(fù)調(diào)控因子在小麥與條銹菌互