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为了抵御病原菌的侵染,植物在长时间的进化过程中产生了多种抗病保守结构,其中PK和NBS分布最为广泛。2013年粗山羊草和乌拉尔图小麦以及2014年普通小麦全基因组测序的完成,使得快速分离和分析基因家族成为可能。本研究主要对粗山羊草全基因组和抗病基因Pm43所在普通小麦基因组区段内的NBS、PK类抗病基因家族进行分离分析,同时又进行了乌拉尔图小麦NBS家族全基因组分离,染色体定位,进化及抗性表达分析,主要结果如下: (1)在粗山羊草全基因组中获得的NBS、PK完整蛋白序列分别为701、1499条,其中,AetNBS序列均具有定位信息,7D染色体上分布最多为165条,4D染色体上分布最少,仅有29条;而1499条AetPK中,共有1186条序列具有定位信息,5D染色体上序列最多为217条,4D染色体最少只95条。通过将定位于5DL染色体上的NBS和PK序列对应的Scaffolds进行SSR检索并设计引物,然后将所设计的264对引物在粗山羊草Y201(携带PmY201)/Y2272F2群体亲本和抗感池进行多态性筛选,共有2个NBS和7个PK标记在抗感亲本和抗感池间均具有多态性,最后利用作图群体进行连锁性验证,其中7对PK-SSR标记可以定位到作图群体的连锁图上。 (2)从乌拉尔图小麦中共筛选出463条含有NBS结构的完整蛋白序列,其中461条序列具有定位信息,在7条染色体中7A上分布最多,有96条;6A染色体上分布最少,有39条。利用NBS蛋白构建系统进化发育树,共得到118对同源基因。据染色体位置推断,乌拉尔图小麦NBS家族中可能发生过63次串联复制和55次片段复制,复制事件发生于4380.84~3.46Mya(million years ago),且所有乌拉尔图小麦NBS同源基因对的Ka/Ks均小于1,说明乌拉尔图小麦NBS家族在复制后被进行纯化选择。然后对经Blumeria graminis f.sp.tritici(Bgt)感染的乌拉尔图小麦RNA-seq数据进行分析,在三个品种Tu38,Tu138和Tu158中筛选出6个共有的表达差异基因。 (3)Pm43是本课题组定位在2DL染色体上的抗白粉病基因。本研究通过相互比对确定了Pm43对应于2D染色体物理图谱、遗传图谱和基因组图谱上的位置区段,并从区段内检索出89条RGA-scaffold,通过对含有SSR位点的RGA-scaffold开发标记及连锁性测验,将目的区间再次缩小在PK_9908430和NBS_9908778两个标记间。之后利用聚类分析,筛选出两个(NBK和PK序列各一个)与已克隆Pm基因间同源性较高的序列,与这两序列有同源性且进行表达的RGA序列在粗山羊草和水稻中也有。