小麥紋枯病,又稱為尖眼點(diǎn)病,是由禾谷絲核菌（Rhizoctonia cerealis）引起的重要的小麥土傳真菌病害。近年來(lái),小麥紋枯病的發(fā)病情況呈加重趨勢(shì),對(duì)小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。目前,種植的小麥品種對(duì)紋枯病的抗性普遍較低。為了提高小麥品種對(duì)紋枯病的抗性,急需挖掘小麥抗紋枯病重要基因,并對(duì)其功能進(jìn)行研究,以期創(chuàng)建抗紋枯病小麥新種質(zhì)。本文研究了小麥防御素基因TaPDF35和氧-甲基轉(zhuǎn)移酶基因TaOMT-3D的表達(dá)特性及其在防御紋枯病反應(yīng)中的功能。主要結(jié)果如下:TaPDF35基因包含一個(gè)長(zhǎng)為249bp的開(kāi)放閱讀框（Open reading frame,ORF）,編碼82個(gè)氨基酸組成的多肽TaPDF35。預(yù)測(cè)分析表明,TaPDF35蛋白具有防御素的典型結(jié)構(gòu),N端有一段27個(gè)氨基酸的信號(hào)肽;C端能形成由一個(gè)α螺旋和三股反向平行的β-折疊片組成的αβ（CSαβ）基序,并且αβ（CSαβ）基序由八個(gè)半胱氨酸形成的4個(gè)二硫鍵固定。利用實(shí)時(shí)熒光定量PCR（qRT-PCR）技術(shù),分析TaPDF35基因在對(duì)紋枯病抗性程度不同的小麥品系（品種）中的相對(duì)表達(dá)量。結(jié)果表明,TaPDF35基因在小麥品... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：61 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

木質(zhì)素生物合成的代謝途徑示意圖

病情等級(jí) 發(fā)病情況0 級(jí) 葉鞘與莖都沒(méi)有病斑1 級(jí) 只有葉鞘有病斑2 級(jí) 葉鞘和莖都有病斑，且病斑橫向長(zhǎng)度小于莖稈周長(zhǎng)的 1/43 級(jí) 葉鞘和莖都有病斑，且病斑橫向長(zhǎng)度占莖稈周長(zhǎng)的 1/4-1/24 級(jí) 葉鞘和莖都有病斑，且病斑橫向長(zhǎng)度占莖稈周長(zhǎng)的 1/2-3/45 級(jí) 病斑橫向長(zhǎng)度大于莖稈周長(zhǎng)的 3/42.2 結(jié)果分析2.2.1 TaPDF35 基因序列分析TaPDF35 基因有一個(gè)長(zhǎng)度為 249 bp 的開(kāi)放閱讀框，編碼 82 個(gè)氨基酸組成的多肽 TaPDF35。TaPDF35 的預(yù)測(cè)分子量為 8.96 kDa，等電點(diǎn)是 8.50。TaPDF35 的 N 端具有一段長(zhǎng)為 27 個(gè)氨基酸的信號(hào)肽，并且具有 8 個(gè)半胱氨酸殘基（圖 2.1A），其三級(jí)結(jié)構(gòu)由三股反向平行的 β-折疊片和一個(gè) α-螺旋組成（如圖 2.1B）。AB

圖2.1A是TaPDF基因的核苷酸序列以及與其對(duì)應(yīng)的氨基酸序列，橫線標(biāo)出部分是TaPDF5 N端的信號(hào)肽，C端的8個(gè)半胱氨酸用紅色陰影標(biāo)出。圖2.1B是用SWISS-MODEL（https://swissmodel.expasy.org/）預(yù)測(cè)PaPDF35的三級(jí)結(jié)構(gòu)模型,包含三股反向平行的β-折疊片和一個(gè)α-螺旋。Figure 2.1A Nucleotide and deduced amino acid sequences of TaPDF35. Underlined amino acid sequence indicatesputative signal peptides, and eight cysteine residues in the putative mature polypeptide are given in red shade. Figure2.1B A three-level structural model for predicting PaPDF35 with SWISS-MODEL (https://swissmodel.expasy.org/),containing three reverse parallel β-sheets and an α-helix.將 TaPDF35 多肽序列用 NCBI 的 Blast 工具（http://blast.ncbi.nlm.nih.gov）進(jìn)行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)TaPDF35 與 NCBI 數(shù)據(jù)庫(kù)中的烏拉爾圖小麥（EMS64594.1）、粗山羊草（XP_020198481.1）、二穗短柄草（XP_003575412.1）、甘蔗（ACB20518.1）、玉米（CEJ09690.1）大麥（BAJ89304.1）、谷子（XP_004953175.1）、花煙草（AOD75394.1）、辣椒（AAL35366.1）、野生大豆（KHN06998.1）、擬南芥（NP_178319.1）和蒺藜苜蓿（XP_003629332.1）同源，相似性分別為：65.43%、 82.72%、79.75%、74.68%、72..15%、72.15%、65.00%、70%、59.74%、46.84%、43.42%、和 41.25%。對(duì)這些基因的 C 端序列進(jìn)行比對(duì)分析發(fā)現(xiàn)，C 端的保守性比較高，且都具有 8 個(gè)半胱氨酸的保守結(jié)構(gòu)（圖 2.2）。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Targeted Mutagenesis in Zea mays Using TALENs and the CRISPR/Cas System[J]. Zhen Liang,Kang Zhang,Kunling Chen,Caixia Gao.  Journal of Genetics and Genomics. 2014(02)
[2]轉(zhuǎn)Gastrodianin基因提高小麥赤霉病和紋枯病的抗性[J]. 周淼平,楊學(xué)明,姚金保,任麗娟,張?jiān)銎G,馬鴻翔.  作物學(xué)報(bào). 2012(09)
[3]抗紋枯病、根腐病的轉(zhuǎn)SN1基因小麥的獲得與鑒定[J]. 王金鳳,杜麗璞,李釗,黃素萍,葉興國(guó),馮斗,張?jiān)銎G.  作物學(xué)報(bào). 2012(05)
[4]馬鈴薯抗菌肽SN1基因的克隆、原核表達(dá)及其抑菌活性[J]. 蔣雯,劉欣,張?jiān)銎G.  植物遺傳資源學(xué)報(bào). 2011(02)
[5]抗菌肽Rs-AFP2的原核表達(dá)及抑菌活性[J]. 路妍,劉寶業(yè),井金學(xué),張?jiān)銎G.  植物遺傳資源學(xué)報(bào). 2010(01)
[6]水稻麥黃酮對(duì)褐飛虱的抗性潛力[J]. 凌冰,董紅霞,張茂新,徐迪,王敬淑.  生態(tài)學(xué)報(bào). 2007(04)
[7]TILLING技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 孫潔,崔海瑞.  細(xì)胞生物學(xué)雜志. 2007(01)
[8]木質(zhì)素生物合成及其基因調(diào)控的研究進(jìn)展[J]. 章霄云,郭安平,賀立卡,孔華.  分子植物育種. 2006(03)
[9]小麥抗紋枯病種質(zhì)創(chuàng)新及QTL定位的初步研究[J]. 蔡士賓,任麗娟,顏偉,吳紀(jì)中,陳懷谷,吳小有,張仙義.  中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué). 2006(05)
[10]小麥紋枯病抗性QTL的SSR標(biāo)記研究[J]. 任麗娟,蔡士賓,湯頲,吳紀(jì)中,周淼平,顏偉,馬鴻翔,陸維忠.  揚(yáng)州大學(xué)學(xué)報(bào). 2004(04)

博士論文
[1]小麥應(yīng)答禾谷絲核菌的3個(gè)激酶基因的分離及功能分析[D]. 楊坤.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2014
[2]中間偃麥草抗病相關(guān)基因TiERF1與TiDPK1的分離與功能研究[D]. 陳亮.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2010
[3]小麥紋枯病、白粉病抗性QTL分析[D]. 霍納新.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2002



本文編號(hào)：3615969