小麦与叶锈菌互作中Wrab18基因的克隆、表达及功能研究

来源 :河北农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tiger20091
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小麦(Triticum aestivum L.)属单子叶植物,是一种在世界各地广泛种植的禾本科作物,小麦的颖果是人类的主食之一。小麦叶锈菌(Puccinia triticina)是引起小麦叶锈病的一种小麦专化性寄生菌,在小麦叶锈病的流行年份能够导致小麦的大规模减产。为了进一步的探究小麦抵抗叶锈菌的机制,对于抗病相关基因的发掘就显得极为重要。我们课题组长期从事于小麦与叶锈菌互作机制的研究,在之前的研究中,我们通过构建叶锈菌侵染早期小麦的SSH文库及ESTs序列分析,发掘并初步证明Wrab17基因参与了小麦抵抗叶锈菌侵染的诱发的过敏性反应(HR)。进一步通过构建转录组数据库,我们发现与Wrab17基因同家族的Wrab18基因在小麦抵抗叶锈菌侵染的过程中有明显上调,表明Wrab18基因参与了小麦与叶锈菌的互作过程。本试验以小麦品种洛夫林10(简称L10)与叶锈菌小种165组合为亲和组、260组合为不亲和组,进行试验,进一步探究Wrab18基因在小麦与叶锈菌互作过程中的作用。主要获得以下结果:  1.通过RT-PCR技术,在小麦品种L10中克隆获得Wrab18基因的全长的CDS。利用生物信息学分析,对Wrab18基因的编码氨基酸序列及二级结构进行分析预测,为后续试验奠定基础。  2.通过RT-qPCR技术,在叶锈菌侵染小麦后不同时间点检测Wrab18基因mRNA的表达量变化,发现在不亲和组合中Wrab18基因的早期表达量明显高于亲和组合。该结果表明,Wrab18基因参与了小麦抵抗叶锈菌侵染过程。  3.构建了Wrab18基因亚细胞定位载体,通过农杆菌介导法注射烟草叶片使Wrab18基因在烟草细胞中瞬时表达,激光共聚焦显微镜观察结果表明Wrab18在细胞核及胞质中表达。  4.利用VIGS技术沉默L10的Wrab18基因,相比对照组,接种不亲和叶锈菌小种260后由叶锈菌引发的HR面积增大,表明Wrab18基因参与小麦抵抗叶锈菌侵染诱发的HR过程。接种亲和组合叶锈菌小种165后,叶锈菌菌丝团面积无明显变化。  5.构建了Wrab18基因的RNAi载体,利用小麦成熟胚转化体系进行遗传转化,为后期获得稳定遗传的RNAi阳性植株奠定基础。  综上所述,Wrab18基因参与了小麦抵抗叶锈菌侵染的过程,并发挥重要作用。丰富了小麦Wrab18基因在胁迫响应中作用的研究。
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