【摘 要】
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菊花(Chrysanthemum morifolium)姿态曼妙,风韵极佳,是世界上重要的观赏花卉。菊花白色锈病是一种具有极具破坏性的病害,严重影响了植物的观赏价值和商业价值。目前,在基因组水平上对感病菊花品种进行性状改良,是防治病害、降低损失最直接有效的方法。本试验以观察多年的菊花白色锈病高抗品种‘C029’和感病品种‘S13’、‘S8’、‘神马’为试验材料,利用其他与抗锈病相关物种的NBS保守
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菊花(Chrysanthemum morifolium)姿态曼妙,风韵极佳,是世界上重要的观赏花卉。菊花白色锈病是一种具有极具破坏性的病害,严重影响了植物的观赏价值和商业价值。目前,在基因组水平上对感病菊花品种进行性状改良,是防治病害、降低损失最直接有效的方法。本试验以观察多年的菊花白色锈病高抗品种‘C029’和感病品种‘S13’、‘S8’、‘神马’为试验材料,利用其他与抗锈病相关物种的NBS保守结构域序列在菊花参考数据库中进行BLAST搜索,找到了候选基因CHR00059759和CHR00088030。根据基因序列设计引物进行克隆及生物信息学分析,并进一步对抗病、感病品种进行菊花白色锈病病原菌接种处理,探究NBS型抗病相关基因的特异性。主要研究结果如下:1.CHR00059759基因在抗病品种‘C029’和感病品种‘S13’、‘S8’、‘神马’中的编码序列和基因组序列分别为1612bp、1618bp、1615bp和1615bp,表明该基因不含有内含子。CHR00088030基因在抗病品种‘C029’和感病品种‘S13’、‘S8’、‘神马’中的编码序列分别为1503bp、1503bp、1497bp和1482bp。将两个基因的编码序列与NCBI保守域数据库进行序列比对,发现它们均属于RX-CC＿like超家族,且含有NB-ARC保守结构域。将CHR00059759及CHR00088030基因分别命名为CmCC-NB-ARC-1和CmCC-NB-ARC-2。2.在NB-ARC保守结构域内,CmCC-NB-ARC-1基因在抗病品种和三个感病品种中共有7个共有的差异SNP位点,导致了5个氨基酸发生非同义突变。CmCC-NB-ARC-2基因在抗病品种和三个感病品种中共有30个共有的差异SNP位点,导致了3个氨基酸发生非同义突变。由此推测这两个基因可能与菊花白色锈病抗性相关。3.CmCC-NB-ARC-1及CmCC-NB-ARC-2蛋白均属于non-TIR-NBS-LRR类蛋白家族,为稳定的亲水性蛋白,不含有跨膜区和信号肽,亚细胞定位预测其在叶绿体或细胞外起作用,与莴苣的亲缘关系最近。4.对抗病、感病材料进行接种菊花白色锈病病原菌处理,发现CmCC-NB-ARC-1基因在抗、感品种中虽然都呈现出先下调后呈明显的上调的表达趋势,但在抗病品种和感病品种之间的表达丰度明显不同。在抗病品种C029’中的表达水平要显著高于感病品种‘S8’,而经无菌水处理的对照组表达量均无明显变化,进一步推测CmCC-NB-ARC-1基因可能与菊花白色锈病抗性相关。
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