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中国农业科学 2013年第23期46卷 5058-5065页

作者：栾兆杰曹远银李天亚陈思陈秀梅朱桂清李伟华沈阳农业大学植物保护学院

【目的】分析中国重要辅助鉴别寄主明尼2761经小麦秆锈菌诱导后的基因表达谱,寻找与其抗病基因表达相关的片段。【方法】运用cDNA-AFLP技术研究明尼2761和感病对照Thatcher分别接种小麦秆锈菌后的基因表达差异,对与明尼2761抗病相关的... 详细信息

【目的】分析中国重要辅助鉴别寄主明尼2761经小麦秆锈菌诱导后的基因表达谱,寻找与其抗病基因表达相关的片段。【方法】运用cDNA-AFLP技术研究明尼2761和感病对照Thatcher分别接种小麦秆锈菌后的基因表达差异,对与明尼2761抗病相关的特异表达片段进行分析。【结果】140对AFLP引物组合能够检测到约7 000多条差异表达转录衍生片段(TDF),平均每一对引物可以获得50条条带,其中有86对引物能够在明尼2761和Thatcher之间扩增出差异条带。对可能与抗病相关的35条特异TDF进行克隆测序,经BLASTx比对,30条TDF在数据库中能够找到同源序列,其中24条TDF功能已知,6条TDF功能尚未明确。【结论】8条与编码激酶结合蛋白、NBS-LRR抗病蛋白、类肉桂酰-CoA还原酶2b、类肉桂酰辅酶A还原酶2c、蔗糖磷酸合成酶7、类蛋白酶metacaspase 1、类锌指蛋白、假定的类RGA4抗病蛋白基因有较高同源性的TDF应与明尼2761的抗秆锈性相关。

关键词：小麦秆锈菌明尼2761 cDNA-AFLP 抗病基因

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基于转录组测序的小麦抗秆锈病机制初步探究

基于转录组测序的小麦抗秆锈病机制初步探究

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作者：廖凯沈阳农业大学

学位级别：硕士

小麦秆锈菌(Puccicinia graminis ***)夏孢子侵染小麦,其致病导致的小麦秆锈病是一种能伴随高空气流传播的跨洲际农业生产病害。目前对于小麦秆锈菌侵染小麦的机制尚不清楚,小麦对于小麦秆锈菌的免疫防御机制也很少被报道。小密穗(Littl... 详细信息

小麦秆锈菌(Puccicinia graminis ***)夏孢子侵染小麦,其致病导致的小麦秆锈病是一种能伴随高空气流传播的跨洲际农业生产病害。目前对于小麦秆锈菌侵染小麦的机制尚不清楚,小麦对于小麦秆锈菌的免疫防御机制也很少被报道。小密穗(Little Club,LC)是Stak man经反复筛选,确定的12个标准鉴别寄主之一。LC虽然不是主栽品种,但是LC是万能高感小麦品种,被认为不含对小麦秆锈菌的抗病基因。因此,LC十分适合研究小麦秆锈菌侵染小麦的组织学和分子机制上的研究。小麦秆锈菌侵染小麦3天吸器形成,完成侵染阶段;侵染小麦6天完成产孢,秆锈病发病阶段开始。因此,我们选取中国高毒力频率小种小麦秆锈菌菌株34MKGQM接种LC 3天和6天的样品进行转录组测序研究,得到结果如下:1.转录组测序发现了114429个显著差异性基因,其中GO功能分析,LC接菌3天后,共有24类功能基因被激活;LC接菌6天后,共有26类功能基因被激活,两者GO功能分析都检测出:包含植物激素信号、转运功能、细胞组成和生物合成等功能基因。2.代谢通路分析:LC接菌3天后共30条代谢途径被激活,6天后35条代谢途径被激活。这两组包括激素代谢途径、氮素代谢途径。其中激素信号通路中有5种激素显著上调(log>log,log明ET、IAA、ABA对调节小麦抗秆锈病不起作用,GA、BR能增强小麦抗秆锈病作用。4.系统分析进化树显示,小麦AMT蛋白与水稻AMT蛋白同源性最高,暗示小麦AMT在小麦中也能发挥运输NH能力。qRT-PCR检测显示,小麦根、茎秆、叶和花组织中,TaAMT1;1a,TaAMT1;1b,TaAMT1;3a表达量最为丰富,而其他TaAMT基因表达量很少。明尼2761和LC接菌后,qRT-PCR检测发现在侵染小麦0-48h时间内,LC体内TaAMT1;1a,TaAMT1;1b和TaAMT1;3a的表达量显著上调,明尼2761体内TaAMT1;1a、TaAMT1;1b、TaAMT1;3a的表达量无明显变化。含氮和无氮试验显示,无氮条件下小麦秆锈菌对LC侵染型显著降低,由“4”型到“3”型。这些研究说明小麦AMT1可能参与负调控小麦抗秆锈病作用。

关键词：小麦秆锈菌转录组 LC 明尼2761 AMT1

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