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马铃薯(Solanum tuberosum L.)是继小麦、玉米、水稻之后的世界第四大作物,在世界的食品安全体系中具有重要的作用。由青枯病菌Ralstonia solanacearum引起的马铃薯青枯病是仅次于马铃薯晚疫病的世界性病害,目前尚没有行之有效的化学药剂防治办法,严重影响了马铃薯的生产。培育抗病品种已成为防治马铃薯青枯病的根本手段。长期以来人们对马铃薯青枯病的研究和探讨主要集中在病菌的病理学机制、分类学、流行病学等方面,而在马铃薯本身的抗病遗传特性、马铃薯青枯病抗性相关基因的种类、数量及其表达调控途径等方面还不清楚。通过马铃薯青枯病抗性相关基因的分离和分析,初步揭示参与青枯病抗性的基因种类与数量,为进一步深入开展青枯病的抗病机制研究及利用抗性资源进行抗病品种选育奠定基础。
本研究以马铃薯(Solanum tuberosum L.)叶片为材料,应用RT-PCR及RACE的方法首次克隆四个马铃薯抗青枯病相关基因的全长cDNA序列,并对其表达模式进行了分析。具体为:
SFA22(RIN4-like)编码150个氨基酸,该基因与拟南芥RIN4的部分核苷酸序列具有67%的一致性,与其编码的氨基酸序列具有35%的一致性,暂命名RIN4-like。半定量RT-PCR结果表明,该基因不受青枯病菌的诱导和水杨酸等多种胁迫的调节,或许是仅在胁迫中发挥作用,或者具有不受水杨酸和青枯菌胁迫诱导的抗性作用途径。
L362(Pti1-like)编码366个氨基酸,该基因与大豆编码的Protein kinase基因的氨基酸序列具有87%的一致性,与蓖麻的Protein kinase基因的部分核苷酸序列具有80%的一致性,暂命名为Pti1-like。半定量RT-PCR结果表明,该基因同时受水杨酸等多种胁迫的调节,均为上调表达。Pti基因为pto基因的下游基因,参与番茄的抗病反应,推测L362也可能参与了马铃薯的抗青枯病反应。
L221(nam-like protein4-like)编码401个氨基酸,该基因与petunia× hybrida nam-like protein4(NH4)mRNA的核甘酸序列有87%的一致性。与其氨基酸序列有86%的一致性。暂命名为nam-like protein4-like。该基因也不受青枯病菌的诱导和水杨酸等多种胁迫的调节,或许是仅在胁迫中发挥作用,或者具有不受水杨酸和青枯菌胁迫诱导的抗性作用途径。
L77(proteinase inhibitorⅡ-like)编码155个氨基酸,该基因与potato(solanum tuberosum)mRNAfor proteinase inhibitorⅡ有96%的同源性,与其氨基酸序列有92%的同源性。暂命名为proteinaseinhibitorⅡ-like。该基因同时受水杨酸等多种胁迫的调节,均为上调表达。预测可能参与了马铃薯抗青枯病的反应。需做进一步的鉴定。