【摘 要】
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小麦条锈菌（Puccinia striiformis f.sp.triici）是一种活体营养专性寄生真菌,该病菌会引发小麦条锈病,严重危害小麦生产,威胁我国粮食安全。防治该病害最有效且安全的方式就是培育种植抗病品种,但是病菌不断变异会使已种植的品种抗病性减弱甚至丧失,因此研究植物抗病机理对于病害防治十分重要。SGT1（Suppressor of the G2 allele of SKP1）在植物激
【基金项目】
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国家重点研发项目（2018YFD0200402）；
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小麦条锈菌（Puccinia striiformis f.sp.triici）是一种活体营养专性寄生真菌,该病菌会引发小麦条锈病,严重危害小麦生产,威胁我国粮食安全。防治该病害最有效且安全的方式就是培育种植抗病品种,但是病菌不断变异会使已种植的品种抗病性减弱甚至丧失,因此研究植物抗病机理对于病害防治十分重要。SGT1（Suppressor of the G2 allele of SKP1）在植物激发免疫防御反应以抵御病菌侵染过程中发挥至关重要的作用,不仅参与植物广谱抗性也参与由抗病基因介导的抗病过程。SGT1调控植物抗病反应途径是多样的,如调节R蛋白稳态和积累、与SCF复合物结合参与调控泛素化过程等。研究发现沉默TaSGT1基因,小麦的生长发育受到影响同时对于条锈菌的抗性减弱。因此,挖掘TaSGT1参与抗条锈病过程中的重要互作蛋白,对拓展新的抗病策略具有重要意义。本研究对小麦抗病相关蛋白TaSGT1进行靶标筛选并初步验证靶标在小麦与条锈菌互作过程中发挥的功能,获得的结果如下:1、利用酵母筛库技术筛选了TaSGT1在小麦中的互作靶标,获得5个候选靶标,初步验证发现1个靶标可能存在互作关系。通过蛋白结构域分析确定该靶标是一种RNA聚合酶II CTD磷酸酶,ORF区域1398 bp,编码466个氨基酸,属于CPLs家族,含有一个CTD磷酸酶催化结构域CPDc,通过进化树分析将该基因命名为TaSSP4（SCP1-like small phosphatase 4）。进一步通过酵母双杂交、Pull-down、Bi FC和荧光素酶（LUC）互补试验在体外、体内确定了TaSGT1与TaSSP4存在互作关系。2、通过qRT-PCR定量分析,发现TaSSP4基因在小麦与条锈菌亲和与非亲和反应中均会被诱导上调表达,同时该基因受脱落酸和乙烯诱导上调表达。通过烟草亚细胞定位和小麦原生质体定位分析,发现TaSSP4定位在细胞质及细胞核。3、利用VIGS技术瞬时沉默TaSSP4并接种小麦条锈菌,结果显示沉默植株接种CYR23后,与对照组相比叶片坏死面积减少并产生少量孢子,接种CYR31后与对照组相比孢子数量明显增多。组织样观察统计结果显示接种CYR23沉默植株较对照组相比活性氧面积降低,菌丝长度和侵染面积增加,接种CYR31沉默植株与对照组相比吸器母细胞数、菌丝长度、菌丝分支数和侵染面积均会显著增加。病程相关蛋白基因Ta PR1和Ta PR2在沉默植株中的表达量低于对照组。上述VIGS结果证实沉默TaSSP4基因降低小麦对条锈病抗性,因此推测TaSSP4可能在小麦抗条锈过程中发挥正调控作用。
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