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巴西橡胶树的生长发育受多种生物和非生物胁迫的影响,其中白粉病是橡胶树一种重要的叶部病害,会导致橡胶树叶片大面积掉落,对橡胶树的生长和产量造成巨大的经济损失。Mlo基因是植物特有的一类基因,其编码的蛋白能够参与多种细胞过程,其隐性等位基因mlo对白粉病具有持久的抗性,但橡胶树中有关Mlo基因及其功能鲜有报道。为探究橡胶树Mlo基因的结构和功能,本研究通过生物信息学分析,在橡胶树叶片转录组数据库中进行全面的搜索和鉴定;采用分子生物学技术,克隆、鉴定并分析HbMlos的结构与功能,并用于抗病品种的筛选;对克隆得到的HbMlos基因在白粉菌侵染、逆境胁迫和植物激素等诱导下的基因表达模式进行分析;采用瞬时表达技术确定橡胶树HbMlo12蛋白的亚细胞定位;采用遗传转化,获得过表达HbMlo12基因的拟南芥植株,分析转基因植株生长发育的表型以及对干旱胁迫、白粉菌侵染的响应情况。结果如下:1.从橡胶树中新克隆了 2个Mlo基因,可能参与橡胶树的胁迫响应过程。HbMlol-1和HbMlo7是由510和499个氨基酸组成的稳定性疏水蛋白,定位在内质网膜上。二者均存在一个Mlo家族保守结构域,7个跨膜螺旋结构。HbMlo1-1和HbMlo7基因在茎、叶片、花、胶乳和树皮中均有表达。在白粉菌侵染后,HbMlo1-1上调表达,HbMlo7下调表达,其表达还受到机械伤害、干旱胁迫以及H2O2、ABA、ETH和MeJA的诱导,但两基因在结构上不具有与白粉病相关的保守结构域。2.对已克隆的橡胶树HbMlos和其他物种中已知功能的Mlo进行结构和表达分析发现,HbMlo12含有与白粉病抗性相关的两段保守结构域和钙调素结合蛋白区域。HbMlo12与双子叶植物中已知具有广谱抗性的Mlo (SIMlo1、AtMlo2、AtMlo6、AtMlo12等)聚在第V分支上,在白粉病的诱导下上调表达,因此推测HbMlo12最可能是橡胶树中与白粉病抗性相关的Mlo基因。3.同一HbMlo在橡胶树不同抗、感品种中表达水平各异,不同HbMlos在同一品种中的表达量也不同,其表达与抗、感表型之间没有明显的相关性。4.HbMlo12定位于细胞质中,获得了转HbMlo12基因拟南芥纯合植株。通过比较不同株系拟南芥生长状况,发现HbMlo12/Col-0和HbMlo12/Atmlo2-9转基因拟南芥植株生长状况劣于野生型Col-O植株,HbMlo12对转基因拟南芥植株的生长发育具有一定的影响。在干旱胁迫下,转基因拟南芥的抽薹时间较野生型晚,HbMlo12在一定程度上增强了转基因拟南芥在幼苗期的耐旱能力。在橡胶树白粉菌侵染下,通过观察接种部位的变化,初步推断四种拟南芥株系的感病能力为:Col-0>HbMlo2/Col-0>HbMlo2/Atmlo2-9>Atmlo2-9,由此可以推测,HbMlo12在转基因拟南芥与橡胶树白粉菌的亲和性互作中具有一定的作用。5.通过HbMlo12鉴定发现,与白粉病抗性相关的SNP位点可能有47个,其中有41个是单碱基突变,在2762、2917和2922三个位点出现多碱基突变,2007和2781位点则出现多碱基的插入,960位点出现多碱基的丢失。根据以上结果,得出以下结论:1.HbMlo1-1和HbMlo7属于Mlo家族成员,与干旱和机械伤害胁迫以及植物激素刺激有关。2.预测橡胶树Mlo家族在橡胶树的生长、植物激素刺激以及非生物胁迫中均具有一定的功能,其中HbMlo12是橡胶树中与白粉病抗性相关的Mlo基因。3.通过转基因拟南芥研究发现,HbMlo12参与转基因拟南芥的生长发育和干旱胁迫响应过程。白粉菌侵染四种拟南芥株系,结果初步证明了HbMlo12在转拟南芥植株中具有感橡胶树白粉病的能力,表明HbMlo12是橡胶树中白粉病广谱抗性相关的候选基因。4.通过不同抗、感种质中HbMlo12的序列分析,发现47个多态性位点,可用于开发SNP标记筛选白粉病抗性种质。本研究阐明了HbMlos基因家族在橡胶树白粉病和逆境胁迫中的功能,为研究橡胶树抗白粉病机制提供理论基础,为筛选和培育橡胶树抗白粉病种质提供依据。