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小偃6号G型凝集素类受体激酶基因talecrk的克隆及功能分析

小偃6号G型凝集素类受体激酶基因TaLecRK的克隆及功能分析

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作者：王晶晶西北农林科技大学

学位级别：硕士

小麦条锈病是由条形柄锈菌小麦专化型Puccinia striiformis ***引起的真菌病害。条锈菌具有毒性变异性强、随气流远距离传播等特点,在我国乃至世界各小麦产区广泛传播,严重影响小麦的产量,威胁粮食安全。大量实践证明,种植抗条锈病品种... 详细信息

小麦条锈病是由条形柄锈菌小麦专化型Puccinia striiformis ***引起的真菌病害。条锈菌具有毒性变异性强、随气流远距离传播等特点,在我国乃至世界各小麦产区广泛传播,严重影响小麦的产量,威胁粮食安全。大量实践证明,种植抗条锈病品种是防治条锈病最经济、最安全、最有效的措施。小偃6号自20世纪80年代推广以来,至今仍保持良好的抗条锈性,是典型的全生育期高温抗条锈性品种,具有非小种专化性的持久抗病性特性。凝集素类受体激酶在植物生长发育和抵御多种病原菌入侵过程中发挥重要作用,然而其在小麦高温抗条锈病中的作用尚未见报道。本研究基于实验室前期小偃6号与条锈菌及温度互作的转录组测序数据,从1395个差异基因中鉴定到1个G型凝集素类受体激酶基因talecrk,并以小偃6号和条锈菌CYR32为试验材料,对talecrk在小麦高温抗条锈病过程中的功能进行了研究。取得了以下主要结果:1、克隆到小偃6号G型凝集素类受体激酶基因talecrk。该基因位于6D染色体上,全长为1713 bp,编码443个氨基酸,预测其蛋白质相对分子质量为48.54 k Da,等电点为6.8。2、明确了小偃6号talecrk基因的表达模式。当未接菌时,温度的变化并不影响talecrk的表达;而接菌后,talecrk的表达受温度诱导极为明显,经高温处理后其表达量是常温处理的5.96倍;talecrk基因主要在小麦叶片中高表达,而在根和茎中几乎不表达;在外源激素ABA的诱导下,talecrk基因表达上调16.93倍。3、talecrk基因通过调控活性氧(ROS)的产生从而正向调控小麦高温抗条锈性。沉默talecrk基因后小麦植株抗病性下降,叶片表面的夏孢子堆密度和线性长度显著增加,且HO产生面积减少,ROS信号通路防御相关基因Ta CAT上调表达;在本氏烟草中瞬时过表达talecrk后可引起叶片的细胞程序性死亡。4、talecrk位于叶绿体中,与Tox A结合蛋白Tox ABP存在互作关系。通过核体系酵母双杂mating法共筛选到4个与talecrk互作的蛋白,其中1个为与细胞程序性死亡相关的Tox ABP蛋白。

关键词：小麦条锈病高温抗病性 talecrk ROS 叶绿体

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