条锈菌诱导的小麦叶片SSH文库构建及其ESTs分析

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小麦条锈病是由小麦条锈菌(Puccnia striiformis Westend f.sp.tritici Eriks)引起的一种广泛流行的世界性小麦病害,培育和推广抗病品种是防治小麦条锈病最经济有效且利于环境安全的措施。然而,由于小麦条锈菌具有高度的变异性,随着新致病小种的出现许多抗病品种相继“丧失”了抗性。普通小麦-簇毛麦6VS/6AL易位系携带有位于1B染色体上的Yr26基因,能抵抗目前流行的多个条锈菌生理小种,因此对Yr26基因进行基因克隆研究对在育种中更好地利用该基因具有重要意义。本研究应用抑制性消减杂交(SSH)技术,以扬麦5号和92R137(6VS/6AL易位系)回交高代的抗病与感病植株为材料,建立条锈菌诱导的小麦叶片的SSH文库,获得3082个包含插入片段的克隆,对其中部分阳性克隆测序,获得70条非冗余ESTs序列。与GenBank中的序列进行BLAST分析,有18条ESTs与抗病基因具有较高同源性,9条ESTs与抗逆相关基因具有较高同源性,6条ESTs与转录调控过程中的基因具有较高的同源性,9条ESTs与细胞代谢及膜蛋白基因具有较高同源性,8条ESTs与电子转移基因及细胞构成蛋白基因具有较高的同源性,另外还有20条ESTs未找到与之同源性较高的基因。利用条锈菌诱导不同时间段的扬麦5号与92R137的cDNA进行RT-PCR半定量分析,有8条ESTs受条锈菌侵染后表达水平上升;有3条ESTs受条锈菌侵染后表达水平下降,有4条ESTs在条锈菌侵染后表现为组成型表达。与热激蛋白同源性较高的HSSH17受条锈菌诱导上调表达,在抗病亲本92R137中的表达水平明显高于在感病亲本扬麦5号中的表达水平。利用中国春缺体/四体及中国春缺失系将9条ESTs分别定位于第一,第二,第三,第五部分同源群染色体上。其中HSSH71同源基因位于5A,5D上;HSSH12同源基因被定位于染色体5BS-0.71-1.0区段;HSSH16同源基因被定位于染色体2AL-0.77-1.0区段及2BL-0.69-0.89区段;HSSH17同源基因被定位于染色体3BL-0.31-0.63区段;HSSH19同源基因被定位于染色体2BL-0.65-0.69区段及2DL-0.49-0.76区段;HSSH28同源基因被定位于染色体3AL-0.42-0.78区段;HSSH30同源基因被定位于染色体1BS-0.84-1.0区域;HSSH58同源基因可能位于着丝粒附近;HSSH61同源基因被定位于染色体3BL-0.63-1.0区段。利用本实验室王春梅所开发Yr26分子标记WE171, WE173, WE177, WE201, WE202, WE210所对应ESTs与二倍体短柄草基因组序列比对,发现短柄草Super8与小麦染色体1BL-6区段具有很高的共线性。在该区段利用预测的抗病基因在小麦和大麦中的同源序列设计引物开发标记,利用扬麦5号×92R137的F2群体进行检测,标记HJ-9与Yr26紧密连锁,位于标记WE173与WE210之间。
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