【摘 要】
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由小麦条锈菌（Puccinia striiformis f.sp.Tritici）引起的条锈病是一种严重的作物病害,制约着世界范围内小麦的生产。国内外大量的研究成果和生产实践证明,合理利用抗条锈病的小麦品种是防治条锈病最安全、有效的方法。条锈病无毒基因的鉴定对持久有效的防治条锈病至关重要。但小麦基因组庞大,对其抗性基因功能的研究进展缓慢,且有关小麦与条锈菌相关无毒基因的互作机理研究甚少。因此本研究
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由小麦条锈菌（Puccinia striiformis f.sp.Tritici）引起的条锈病是一种严重的作物病害,制约着世界范围内小麦的生产。国内外大量的研究成果和生产实践证明,合理利用抗条锈病的小麦品种是防治条锈病最安全、有效的方法。条锈病无毒基因的鉴定对持久有效的防治条锈病至关重要。但小麦基因组庞大,对其抗性基因功能的研究进展缓慢,且有关小麦与条锈菌相关无毒基因的互作机理研究甚少。因此本研究以NB-LRR型小麦抗性基因YrSP与Yr10作为研究目标,Avr1及Avr2作为Yr10基因相匹配的条锈菌候选无毒基因,利用不同的生物学方法,探究小麦抗性基因的生物学功能并对Yr10与两候选无毒基因的相互作用进行鉴定。首先通过条锈菌侵染实验证实小麦抗条锈病基因YrSP与Yr10对Pst小种CYR32会呈现不同的苗期反应型,且在扫描电镜下,携带不同抗性基因的小麦在受到侵染后的表面形态变化也有所差异。同时利用生物信息学手段,对四种蛋白的结构进行基本的解析。其次选择不同的分子克隆方法对YrSP、Yr10、Avr1及Avr2基因进行载体的构建,在异源烟草系统中进行瞬时表达实验发现,BED-NLR类抗病蛋白YrSP及其突变体YrSPD648V不会引起过敏反应（hypersensitive response,HR）,Yr10全长及预测的CC（1-135）结构域未引起细胞死亡,将其MHD结构域突变为GAG或VHD后会造成强烈的细胞死亡,因此推测Yr10蛋白中MHD保守结构的变化会造成整体构象的改变,第502位的天冬氨酸为引起过敏反应的关键残基。在与两种候选致病因子的相互作用实验中发现,Yr10早期不会与Avr1及Avr2产生过敏反应,但在进行农杆菌侵染7天后,Avr1-m RFP分别与带有不同标签的Yr10蛋白产生了过敏反应。结合酵母双杂交及蛋白免疫沉淀技术对Yr10与两候选无毒基因的相互作用进一步进行分析。结果表明Yr10与Avr1及Avr2在酵母系统中并未产生一对一直接相互作用。免疫印迹结果显示,在Yr10与Avr1共表达时,会形成多聚复合物。综上,本研究对抗病蛋白YrSP与Yr10及其抗病机理进行了初步探索,并对Yr10及候选无毒基因Avr1与Avr2的相互作用进行了深入研究。本研究结果不仅可以对小麦抗条锈病蛋白的功能分析提供帮助,也有助于鉴定条锈菌无毒基因并证实其功能。
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