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响应白粉菌的小麦NBS基因筛选

2021-12-28分类号:S512.1

【作者】田志刚  张树伟  陈芳  常利芳  贾举庆  张晓军  李欣  
【部门】山西省科技情报与战略研究中心  山西农业大学农学院作物遗传与分子改良山西省重点实验室  
【摘要】核苷酸结合位点(NBS)基因是植物中广泛存在的一类抗病基因,通过分析小麦NBS基因受白粉菌侵染后的表达水平变化情况,可为小麦育种筛选抗白粉病相关基因。试验采用生物信息学方法,对小麦抗病品种受白粉菌侵染0,24,48,72 h的转录组原始数据进行组装,结果筛选出1 283条具有表达数据的TaNBS,其在21个染色体均有分布。表达差异分析结果表明,有395条TaNBS受白粉菌侵染后的表达水平变化显著;根据3个时间段(0~24 h, 24~48 h, 48~72 h)内的变化趋势将其分为降-升-升、升-升-降、升-降-升、降-降-升和升-升-升共5类。利用qRT-PCR技术,从升-升-升类中选择10个变幅最大的TaNBS进行验证,结果表明,有3个基因Ta7dlLoc004854、Ta7dlLoc000139和Ta3asLoc007663在实验室自育小麦抗病种质CH7124中受白粉菌侵染后保持显著上调;利用病毒诱导基因沉默技术,分别下调了上述3个基因在CH7124中的表达水平,获得沉默植株;接种鉴定试验结果表明,只有Ta7dlLoc000139的沉默植株对白粉菌的感染型由免疫变为高抗或中抗,说明Ta7dlLoc000139表达水平的降低引起了植株抗性减弱。序列分析结果表明,Ta7dlLoc000139全长4 042 bp,包含3个外显子和2个内含子,在其起始密码子前2 000 bp区域内包含大量的CGCG-Box、GATA-Box和CAAT-Box等调控元件。可为小麦抗病分子育种提供理论依据。
【关键词】小麦  NBS基因  白粉菌响应  表达水平  基因沉默
【基金】山西省重点实验室开放基金(KFJJ01);; 山西省国际合作项目(201803D421020);; 山西省农业科学院应用基础研究计划项目(YCX2020YQ32;YGJPY1910);山西省农业科学院作物科学研究所博士基金项目(ZB1103)
【所属期刊栏目】华北农学报
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