為探索青稞（Hordeum vulgare L. var.nudum）NBS-LRR類基因在青稞抗條紋病中的分子作用機(jī)制,該研究以抗條紋病青稞品種‘昆侖14號’和感病品種‘Z1141’為材料,從葉片中克隆了HvtRGA基因。HvtRGA基因長3 544 bp,包含一個3 306 bp開放閱讀框,編碼1 101個氨基酸。序列測序后比對發(fā)現(xiàn),‘昆侖14號’與‘Z1141’的堿基序列相似性為99.89%,‘Z1141’的堿基在1196和1945位置處由G替換成A,但氨基酸序列相似性為100%。蛋白質(zhì)序列分析表明,HvtRGA為親水性的不穩(wěn)定酸性蛋白,具有NB-ARC保守結(jié)構(gòu)域和5個LRR結(jié)構(gòu)域,屬于NBS-LRR家族。HvtRGA蛋白與大麥的rgaS-9217、rgaS-226編碼的NBS-LRR氨基酸序列相似性分別為96.55%和88.72%。進(jìn)化樹分析表明,青稞與小麥族的大麥、硬粒小麥和二穗短柄草NBS-LRR聚為一個分支,且與大麥rgaS-9217編碼的蛋白親緣關(guān)系最近,其次是大麥rgaS-226編碼的蛋白,而與狗尾草和栗的親緣關(guān)系最遠(yuǎn)。qRT-PCR結(jié)果表明,條紋病脅迫下,抗病品種和... 

【文章來源】：西北植物學(xué)報(bào). 2020,40(10)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

HvtRGA基因的PCR擴(kuò)增結(jié)果

圖1 HvtRGA基因的PCR擴(kuò)增結(jié)果利用NCBI軟件對1 101個氨基酸序列進(jìn)行保守結(jié)構(gòu)域預(yù)測,發(fā)現(xiàn)該基因具有典型的 NB-ARC保守結(jié)構(gòu)域和5個亮氨酸富集重復(fù)(LRR)結(jié)構(gòu)域。在線工具ExPaSy-Protparam對HvtRGA基因開放閱讀框的蛋白質(zhì)理化性質(zhì)進(jìn)行預(yù)測,分析表明HvtRGA蛋白分子式為C5573H8862N1488O1634S43,不穩(wěn)定指數(shù)(instability)為46.69,脂溶指數(shù)(aliphatic index)為103.04,理論等電點(diǎn)為6.00,平均疏水性(GRAVY)為-0.127, 該預(yù)測結(jié)果表明HvtRGA蛋白是一個不穩(wěn)定的酸性親水蛋白。HvtRGA蛋白跨膜結(jié)構(gòu)與信號肽預(yù)測結(jié)果表明此蛋白無信號肽和跨膜結(jié)構(gòu)。通過SOPMA在線軟件對HvtRGA蛋白的二級結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,結(jié)果表明:此蛋白的結(jié)構(gòu)主要是4種組成形式:包含α-螺旋(alpha helix)、無規(guī)則卷曲(random coil)、延伸鏈(extended strand)、β-轉(zhuǎn)角(beta turn),其分別占總蛋白的49.77%、36.60%、11.63%、2.00%。使用在線Phyre2軟件分析 HvtRGA的三級結(jié)構(gòu),蛋白模型的可信度為100%,覆蓋度為52%,該模型具有類似馬蹄狀的螺線管狀折疊結(jié)構(gòu)。

為研究HvtRGA基因?qū)η囡龡l紋病的響應(yīng)模式,通過qRT-PCR對抗病青稞品種‘昆侖14號’和感病青稞品種‘Z1141’在接種條紋病病原菌后葉片HvtRGA的表達(dá)進(jìn)行定量分析。由圖5可知,抗、感品種的感病葉片的表達(dá)水平都極顯著高于對照組(P<0.01),其中‘昆侖14號’是對照組葉片的5.4倍,‘Z1141’表達(dá)量是對照組葉片的4.4倍。且接種條紋病的‘昆侖14號’的表達(dá)量明顯高于‘Z1141’表達(dá)量(P<0.01)。圖4 HvtRGA蛋白與禾本科其他植物NBS-LRR蛋白的系統(tǒng)進(jìn)化樹分析

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]黑粒青稞HvtUF3GT基因的克隆與表達(dá)分析[J]. 蘇樂平,姚曉華,安立昆,吳昆侖,遲德釗.  西北植物學(xué)報(bào). 2019(10)
[2]豆科抗病基因NBS-LRR進(jìn)化的多基因組比對分析[J]. 段雪倩,沈艷爽,申少奇,孟繁博,劉穎,張嵐,王金朋.  分子植物育種. 2019(10)
[3]花生NBS-LRR類基因P9的克隆與序列分析[J]. 朱曉峰,姜濤,趙西擁,王嵩,汪清,倪皖莉.  分子植物育種. 2020(03)
[4]不同青稞品種的營養(yǎng)品質(zhì)評價[J]. 徐菲,黨斌,楊希娟,吳昆侖,遲德釗.  麥類作物學(xué)報(bào). 2016(09)
[5]葡萄抗白粉病相關(guān)基因γVPE的克隆與表達(dá)分析[J]. 王晏青,張小瑩,宋珈凝,王躍進(jìn),張朝紅.  西北植物學(xué)報(bào). 2016(08)
[6]4種種衣劑對青稞條紋病的防治效果[J]. 閆佳會,姚強(qiáng),郭青云,陳海民,侯璐,徐世昌.  植物保護(hù). 2016(02)
[7]小麥NBS-LRR類抗病基因同源cDNA序列的克隆與表達(dá)分析[J]. 任曉娣,劉彥慧,李建嫄,張娜,彭巧慧,楊文香,劉大群.  河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(02)
[8]中國野生刺葡萄抗白腐病NBS-LRR類抗病基因同源序列的分離與鑒定[J]. 張穎,李峰,劉崇懷,樊秀彩,孫海生,姜建福,張國海.  中國農(nóng)業(yè)科學(xué). 2013(04)
[9]植物抗病基因結(jié)構(gòu)和功能研究進(jìn)展[J]. 田遠(yuǎn)飛,薛永來,付為國,戴志聰,杜道林.  廣東農(nóng)業(yè)科學(xué). 2012(22)
[10]青稞功能元素與食品加工利用簡述[J]. 吳昆侖.  作物雜志. 2008(02)

博士論文
[1]黑籽南瓜對枯萎病菌侵染的應(yīng)答機(jī)制及NBS類抗病基因篩選[D]. 丁玉梅.西南大學(xué) 2019
[2]中國野生葡萄編碼NB-ARC結(jié)構(gòu)的抗白粉病基因克隆及功能分析[D]. 文志豐.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2016

碩士論文
[1]大麥抗條紋病基因定位及7H短臂SSR引物開發(fā)檢測[D]. 張宇.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016



本文編號：3628284