【摘 要】
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马铃薯是世界第四大粮食作物和最重要的非谷物类作物,对保障世界粮食安全起着重要作用。由致病疫霉引起的晚疫病是马铃薯生产上最主要的病害,严重威胁马铃薯的产量。实践证明,分子抗病育种是最经济有效的方法,因此,需要发掘更多的马铃薯晚疫病抗性基因资源。本实验室前期以Avr8作为诱饵通过酵母双杂技术在马铃薯栽培种Désirée中筛选到了一个靶蛋白St De SI2(去SUMO化蛋白酶),本研究进一步通过3种蛋
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马铃薯是世界第四大粮食作物和最重要的非谷物类作物,对保障世界粮食安全起着重要作用。由致病疫霉引起的晚疫病是马铃薯生产上最主要的病害,严重威胁马铃薯的产量。实践证明,分子抗病育种是最经济有效的方法,因此,需要发掘更多的马铃薯晚疫病抗性基因资源。本实验室前期以Avr8作为诱饵通过酵母双杂技术在马铃薯栽培种Désirée中筛选到了一个靶蛋白St De SI2(去SUMO化蛋白酶),本研究进一步通过3种蛋白互作方法对其进行了互作验证,将St De SI2分别构建超量和干涉表达载体转化Désirée,并对其转基因植株进行了晚疫病抗性验证。主要研究结果如下:1.首先通过农杆菌介导的茎段转化法将晚疫病菌Avr8基因转化Désirée获得了2个马铃薯转基因株系,采用离体叶片接种法将其接种晚疫病菌生理小种88069验证其晚疫病抗性。结果显示,病斑面积显著增大,表明Avr8可以促进晚疫病菌对马铃薯的侵染。然后利用酵母双杂点对点验证、双分子荧光素酶互补以及免疫共沉淀实验3种蛋白互作技术都证明了Avr8与St De SI2存在相互作用,且Avr8可以通过26S蛋白酶体减少St De SI2蛋白量的积累。2.通过农杆菌介导的瞬时转化技术在本氏烟草中分别沉默和超量表达De SI2,在其叶片上离体接种晚疫病菌生理小种88069,对其进行晚疫病抗性鉴定。相较于野生型对照,沉默De SI2后晚疫病病斑面积显著增大,而超量表达St De SI2后病斑面积显著减小。进一步将St De SI2转化马铃薯Désirée,共获得了11个干涉和5个超量表达St De SI2的转基因株系。同样将其叶片离体接种晚疫病菌生理小种,得到了和本氏烟草中相似的结果。因此,我们在本氏烟草和马铃薯中都证明De SI2对晚疫病抗性起正调控作用。3.对St De SI2的马铃薯超量和干涉转基因株系进行了结薯数和薯重的测量统计。结果显示,沉默St De SI2后结薯数相较于对照Désirée没有显著变化,而薯重显著降低;而超量表达St De SI2后结薯数和薯重相较于对照Désirée没有显著变化。以上结果证明St De SI2可在提高晚疫病抗性的情况下不影响马铃薯产量,是马铃薯抗病育种的优良候选基因。
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