【摘要】：小麥條銹菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici)因其生理小種多、變異性強等特點,導(dǎo)致其在全世界范圍內(nèi)廣泛流行和傳播,嚴(yán)重威脅小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)。對小麥抗病相關(guān)基因的克隆和功能分析,可為小麥抗病機理研究和遺傳育種實踐奠定基礎(chǔ)。植物THO家族是植物THO/TREX復(fù)合蛋白中一類重要的蛋白,在擬南芥已有的研究表明其廣泛參與調(diào)控植物的生長發(fā)育和逆境脅迫。本研究依據(jù)抗條銹病小麥載帶抗條銹基因Yr41的精細(xì)定位圖譜,選擇與該基因緊密連鎖的(0.06 cM)注釋為THO家族成員的EST分子標(biāo)記BE604911為基礎(chǔ),以抗條銹病小麥品種川農(nóng)19(CN19)和感病小麥品種綿陽11(My11)為研究材料,克隆了小麥THO家族中TaTHOC1基因,分析了該基因的表達(dá)模式,對其功能進(jìn)行了初步解析。主要研究結(jié)果如下:1、通過小麥基因組數(shù)據(jù)庫比對得到BE604911標(biāo)記的參考序列,采用同源克隆的方法從小麥中克隆了TaTHOC1基因。該基因開放閱讀框包含1917 bp,編碼638個氨基酸,含有一個efThoc1保守結(jié)構(gòu)域,與節(jié)節(jié)麥和短柄草的THOC1基因序列有極高的同源性(93%)。2、分析了小麥TaTHOC1基因的組織特異性和在非生物脅迫下的表達(dá)模式,結(jié)果表明:TaTHOC1基因在籽粒和葉中的相對表達(dá)量較高,極顯著高于其他組織(P0.01),分別是籽粒葉花穎莖根。冷脅迫、鹽脅迫處理后TaTHOC1基因與對照相比均下調(diào)表達(dá);滲透脅迫(PEG6000)處理后,該基因表達(dá)先上調(diào)后又持續(xù)下調(diào)表達(dá)。3、研究了TaTHOC1基因在小麥條銹菌生理小種CYR32和CYR34(V26)侵染后的表達(dá)特征,結(jié)果表明:不同生理小種侵染抗/感小麥TaTHOC1的表達(dá)模式存在品種和小種間差異。在CYR32/My11親和互作中,TaTHOC1基因的相對表達(dá)量總體呈逐漸上調(diào)的趨勢;而在CYR32/CN19非親和互作中,TaTHOC1基因的相對表達(dá)量總體呈下降趨勢。相應(yīng)地,在V26/My11親和互作中,TaTHOC1基因的相對表達(dá)量在12 h上調(diào)之后基本處于下調(diào)趨勢;而在V26/CN19非親和互作中,TaTHOC1基因的相對表達(dá)量一直呈上調(diào)表達(dá)趨勢。在小麥植株和細(xì)胞水平進(jìn)行模擬真菌病原相關(guān)分子幾丁質(zhì)觸發(fā)的免疫反應(yīng),結(jié)果顯示TaTHOC1基因的表達(dá)量急劇下調(diào),表現(xiàn)出了與免疫基因TaCMPG1、TaPDR2和TaPR1不同的表達(dá)模式,表明TaTHOC1基因可能參與了植株抗病性反應(yīng)。4、研究了外源激素(SA/ET/ABA/MeJA/GA)處理抗/感小麥后TaTHOC1基因的表達(dá)特征,結(jié)果表明:不同激素處理后,TaTHOC1的應(yīng)答反應(yīng)不同,其表達(dá)特征存在品種間差異。在抗病小麥CN19中,激素ET和ABA均能快速誘導(dǎo)該基因上調(diào)表達(dá),而激素SA和MeJA處理后該基因則快速下調(diào)表達(dá),之后上調(diào)表達(dá);而在感病小麥My11中,TaTHOC1基因應(yīng)答激素表達(dá)模式則與抗病小麥相反。5、探討了TaTHOC1基因參與GA介導(dǎo)的小麥籽粒發(fā)育過程中所起的作用,結(jié)果表明:GA處理小麥開花12 d的籽粒,抗/感小麥TaTHOC1基因均對GA有應(yīng)答反應(yīng),且與GA響應(yīng)基因TaGASA4的表達(dá)趨勢一致;但在小麥籽粒發(fā)育進(jìn)程中的表達(dá)模式與TaGASA4不同,隨著籽粒的成熟,TaTHOC1基因的表達(dá)量逐漸下降,但不顯著;而TaGASA4基因的表達(dá)量顯著上調(diào),之后逐漸下降,推測TaTHOC1基因可能不參與GA介導(dǎo)的籽粒發(fā)育過程。6、采用瞬時轉(zhuǎn)染原生質(zhì)體的方法對P_(TaTHOC1)進(jìn)行亞細(xì)胞定位,將其定位于細(xì)胞核內(nèi);同時構(gòu)建了該基因的超表達(dá)載體,為后續(xù)轉(zhuǎn)基因驗證該基因功能奠定了基礎(chǔ)。
【圖文】：

南芥中 THO/TREX 復(fù)合體與其他蛋白的功能互作 Simplified scheme depicting the composition of the ATHO/TREX complex and its interaction with TREX-意義染色體的拼接序列公布，利用生物信息學(xué)手行研究，將是最近幾年小麥研究的熱點。常

提取小麥葉片的 RNA，經(jīng) 1.5 %瓊脂糖凝膠電泳。由圖 2-1 可知，總 RNA 中的28S、18S 條帶清晰，表明獲得的總 RNA 質(zhì)量較高，可用于后期試驗。圖2-1 總RNA瓊脂糖凝膠電泳圖Fig.2-1 Total RNA was isolated by plant RNA kit注： CN19 葉片總 RNA 電泳結(jié)果，M 表示 DL 2000 DNAMarker，下同。 紅色箭頭分別表示 28S、18S。Note: Total RNA of CN19 leaves. M : DL2000 DNA M arker. Red arrows indicated 28S and 18S, respectively.2.2.2 小麥 TaTHOC1 基因的克隆以小麥葉片 cDNA 為模板，，以表 1 中引物 K-TaTHOC1 F/R 進(jìn)行 PCR 擴增，得到一條約 2000 bp 左右的條帶（圖 2-2）。經(jīng) TA 克隆測序，得到一條長為 2110 bp 的序列，經(jīng) Blast 序列比對證實為目標(biāo)序列。圖2-2 TaTHOC1基因PCR擴增結(jié)果Fig.2-2 The PCR Amplification result of TaTHOC1.
【學(xué)位授予單位】：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S512.1

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 李桐;小麥TaTHOC1基因的克隆、表達(dá)及其功能初析[D];四川農(nóng)業(yè)大學(xué);2018年

本文編號：2668337