果蔗NBS类抗病基因同源序列的克隆与分析

为发掘果蔗抗病基因,促进果蔗抗病分子机制的研究,并为后续通过基因聚合分子育种提高果蔗品种的广谱抗性奠定基础,本研究根据已克隆的植物抗病基因保守结构域设计简并引物,采用RT-PCR方法对抗病果蔗品种黔糖5号的RNA进行扩增,共获得7条果蔗富亮氨酸重复的核苷酸结合位点(nucleotide binding site-leucine rich repeat,NBS-LRR)类抗病基因同源序列。氨基酸序列比对分析结果表明,这7条果蔗NBS-LRR类抗病基因同源序列均具有NBS典型结构域,且彼此间在氨基酸水平上表现出丰富的多态性。与7个已克隆的典型植物抗病基因同源序列构建系统进化树,7条果蔗抗病基因同源序列与基因RPM1和RPS2的亲缘关系较近,需进一步进行基因全长克隆和功能验证来确定含有这些片段的基因功能。     

烟草NBS-LRR类抗病基因同源序列的克隆及分析

通过同源克隆法获得烟草抗病基因同源序列(RGAs),为烟草抗病基因的筛选和相关研究提供帮助。基于抗病基因的NBS-LRR保守结构域,筛选并合成了3对简并引物,扩增烟草中的NBS-LRR类抗病基因。获得了4条与抗病基因具有高度同源性的NBS-LRR类烟草抗病基因同源序列(TRGA,登录号:MK634316,MK634317, MK634318, MK634319),目的片段大小均在500 bp左右;BLAST X分析表明,获得的4个烟草RGAs与已知RGAs具有高度相似性,氨基酸相似性为97%～100%;聚类分析将其分成2大类,包括TIRNBS-LRR和non-TIR-NBS-LRR两类抗病基因,其编码氨基酸序列含有NBS保守区的典型特征基序。通过简并引物进行同源扩增是分离烟草RGAs的有效方法,可为进一步抗病基因筛选及抗病分子育种奠定基础。     

香蕉NBS-LRR类抗病基因同源序列的克隆与分析

根据已知植物抗病基因的保守区域设计引物,从香蕉基因组DNA扩增出一条与植物抗病基因同源的序列,命名为BRGA1,该同源片段含有典型的NBS-LRR类抗病基因所拥有的保守性结构p-loop、Kinase-2a、Kinase-3a和疏水结构域HD,它与部分已知NBS-LRR类抗病基因的氨基酸序列同源性为23.8%-42.7%。Northern杂交表明BRGA1在香蕉中受水杨酸调控,属诱导型表达。     

棉花多抗品种中植棉KV-1抗病基因同源序列的克隆与分析

 许多抗病基因都具有核苷酸结合位点（NBS）和富亮氨酸重复区（LRR）。根据已知的NBS-LRR类抗病基因的保守序列,分别设计一对简并引物和一对特异引物,用以扩增棉花基因组中的抗病基因同源序列。获得一条大小约500 bp的扩增片段,克隆测序后得到10条NBS-LRR类RGAs。推导的氨基酸均具有抗病基因的P-loop（kinase-1a）、kinase-2、kinase-3a及GLPL区。同源性比较发现,其中1条属于TIR-NBS LRR类,其余9条属于non-TIR-NBS-LRR类。1条TIR-NBS-LRR类RGAs与已克隆的N、L6、M等抗病基因的同源性为51%~60%,9条non-TIR-NBS-LRR类RGAs与已克隆的RPS5、RPR1、Xa1等抗病基因的同源性为51%~60%。这些抗病基因同源序列（RGAs）可作为分子标记筛选棉花的抗病候选基因。     

三种野生稻候选抗病基因的克隆与分析

候选抗性基因克隆策略是克隆植物新抗性基因的重要途径.根据已知NBS-LRR类抗病基因结构中的氨基酸保守区域,设计兼并引物,通过RT-PCR扩增、克隆和测序,从茶陵野生稻,东乡野生稻和小粒野生稻中共获得了11条NBS-LRR类抗病基因同源序列.通过聚类分析可将同源序列分为3类,其中茶陵野生稻中得到1类,东乡野生稻中得到2类,而小粒野生稻中得到3类.但是小粒野生稻包含有其他两种野生稻的序列.三类序列都与水稻抗病基因RPR1具有较高的同源性,有一类氨基酸序列同源性甚至高达88%,可能为其家族成员.利用电子定位将三类序列定位在水稻基因组11号染色体上RPR1附近.根据序列比对分析结果认为其中可能有1～2个新抗病基因.     

斑茅cDNA中抗病基因同源序列的分离和表达特性分析

植物抗病基因具有一些特定的保守结构域。本研究根据已知植物同源抗病基因(RGAs)保守序列设计简并引物, 从甘蔗近缘植物斑茅的cDNA中扩增出6条抗病基因同源序列, 它们在NCBI上登录号分别为EU685835、EU685836、EU685837、EU685838、EU685839 和 EU685840。序列分析表明, 这些RGAs均含有典型的NBS-LRR类抗病基因保守结构域P-loop、Kinase-2a、Kinase-3a和疏水结构域(Hydrophobic domain, HD)。氨基酸序列的同源性比对表明,6条RGAs序列同11条参试的抗病基因之间的同源性为8.3%~93%,而6条RGAs之间的氨基酸序列同源为30.5%~45.6%。另外,本实验所克隆的6条斑茅抗病基因同源序列中, kinase-2 (LLVLDDVW/D)最后一个氨基酸皆为色氨酸,推测所克隆的NBS-LRR类抗病基因都属于non-TIR-NBS-LRR类。定量PCR分析表明, 6条斑茅抗病基因同源序列在根、茎和叶片中组成型表达,同时这些抗病基因同源序列的表达会受外源信号分子水杨酸和过氧化氢的上调作用,可能在斑茅的抗病性中具有一定的作用。     

冬瓜抗病基因同源序列的克隆及分析

以已知植物抗病基因的保守区域为基础设计简并引物,从冬瓜抗病材料B227基因组中分离NBS-LRR类抗病基因同源序列,共获得32条特异序列,其中17条具有完整开放阅读框。这17条序列的核苷酸同源性变化范围为56.4%~99.8%,氨基酸的同源性变化范围为46.2%~100.0%。序列相似性分析结果表明,这些冬瓜抗病基因同源序列均包含P-loop,Kinase-2和GLPL等保守结构域。与已知抗病基因构建系统进化树,将这17个序列分为2个亚组,均属于TIR-NBS-LRR类抗病基因。本研究将为抗病基因全长序列克隆、功能分析及定位等研究提供帮助。     

三浅裂野牵牛NBS-LRR类抗病基因的鉴定和分析

植物抗病R基因在植物抵抗细菌、病毒、真菌等病原体过程中发挥重要作用,NBS-LRR类基因是R基因中最大的一类。三浅裂野牵牛作为甘薯的近缘野生种,是甘薯育种重要的抗病基因资源。本研究对三浅裂野牵牛基因组序列使用Snap软件预测全基因组蛋白质序列,应用生物信息学方法在蛋白质序列中鉴定和分析NBS-LRR家族基因,得到三浅裂野牵牛NBS-LRR家族基因的数量、染色体上的分布图、结构域特点和进化树。从三浅裂野牵牛的110 626个基因中,筛选到361个编码NBS-LRR类蛋白的基因,其中N型50个,NL型128个,TNL型46个,CNL型136个,RNL型1个。三浅裂野牵牛的15条染色体上均分布有NBS-LRR家族基因,基因最多的染色体有51个,最少的有2个,共有58个基因簇,包含了53.7%的NBS-LRR家族基因。CNL亚家族在NB-ARC结构域有7个保守结构域,TNL亚家族有10个保守结构域。本研究对三浅裂野牵牛的NBS-LRR家族基因的鉴定与分析,为后续研究抗病基因功能与甘薯抗病的分子育种提供重要参考。     

禾本科植物NBS-LRR类抗病基因结构、功能和进化研究进展

禾本科植物是粮食的主要来源,NBS-LRR类抗病基因作为抗病基因数目最多的家族,在植物抵御病虫害中起着关键作用。为了深入研究NBS-LRR抗病基因,本研究介绍了禾本科植物NBS-LRR类抗病基因的结构与功能、分类和数量,抗病基因的分布及进化模式。同时对该类基因的研究前景进行了展望,提出需要深入研究的问题。     

禾本科植物NBS-LRR类抗病基因结构、功能和进化

禾本科植物是粮食的主要来源,NBS-LRR类抗病基因作为抗病基因数目最多的家族,在植物抵御病虫害中起着关键作用。本文综述了禾本科植物 NBS-LRR类抗病基因的结构、功能、分类、数目和进化等方面的研究进展,并对该类基因的研究前景进行了展望。旨在为进一步开发和利用 NBS-LRR 抗病基因提供理论参考。