辣椒抗黄瓜花叶病毒同源序列的克隆与分析

根据已知抗病基因的核苷酸结合位点(NBS)保守结构域设计简并引物,以高抗黄瓜花叶病毒的辣椒Yv2007001为试材,获得10条抗病基因同源序列(RGA).经序列分析,这些RGAs皆具有开放阅读框和NBS保守结构域(P-loop、Kinase-2、Kinase-3a、RNBS-C和GLPL),属于nonTIR-NBS-LRR类抗病基因同源序列.其中RGA46与番茄花叶病毒抗性基因Tm-22的氨基酸同源性为78%,可能与辣椒抗黄瓜花叶病毒(CMV)相关.其它序列与已知抗病基因Prf、RPP13、I2C-1、Mi-1.2、L6、M氨基酸相似性为21%～70%.所得RGA序列的Ka/Ks值为0.011 0～0.305 1,均显著小于1,表明"纯化选择"在辣椒NBS区域进化中起主要作用.     

辣椒LRR类抗病基因同源序列的克隆与分析

【目的】克隆和分析抗、感疫病辣椒材料的抗病基因同源序列,为辣椒抗疫病相关基因的克隆奠定基础。【方法】根据番茄抗叶霉病基因Cf2和Cf9 C端的LRR类保守结构域设计简并引物,对6个不同抗、感疫病的辣椒种质材料基因组DNA进行抗病基因同源序列的PCR扩增。【结果】得到27个抗病基因同源序列(RGAs),其在GenBank中的登录号为EF064260~EF064286。其中,21个RGAs与番茄抗叶霉病基因Cf2和Cf9有较高的相似性。感病材料的辣椒基因组中也存在抗疫病相关RGAs。【结论】上述21个RGAs可能与辣椒抗疫病作用有关,可为辣椒抗疫病相关基因的克隆提供依据。     

甘薯中NBS-LRR类抗病基因同源序列的克隆及序列分析

根据已知的NBS-LRR类抗病基因蛋白质的保守序列设计简并引物,用以扩增甘薯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20个NBS-LRR类抗病基因同源片段RGAS。其推导的氨基酸序列均具有P-loop、Kinase-2a和Kinase-3a及GLPL区等几个保守区,并且可分为TIR-NBS-LRR和non-TIR-NBS-LRR两个亚类。其中10个TIR亚类RGAS与已克隆的N、L6、M等抗病基因相应区段的氨基酸序列的同源性为21%-44%,而10个non-TIR亚类RGAS与已克隆的Prf、RPM1、RPS2等抗病基因相应区段的氨基酸序列的同源性为15%-46%。这些抗病基因同源片段(RGA)可做为分子标记筛选甘薯的抗病候选基因。     

谷子NBS类型抗病基因同源序列的克隆与分析

以谷子(Setaria italica Beauv.)抗锈病植株十里香和感锈病植株豫谷1号为材料,利用抗病基因同源序列(RGA)技术克隆谷子核苷酸结合位点(NBS)类型RGA并进行分析.共获得了3个RGA,分别命名为RUS1-1、RUS1-2、RUS1-3(Resistance against Uromyces setariae-italicae,RUS),它们编码的蛋白质均含有NBS类型抗病基因编码蛋白的共有特征结构域P-loop和Kinase2α.BLASTX分析结果表明,3个RGA的编码蛋白与水稻中含有NB-ARC信号传导结构域的蛋白质、NBS-LRR类型抗病基因等的编码蛋白同源性为47％～66％.聚类分析结果表明,3个RGA属于NBS-LRR类型抗病基因,且与番茄NBS-LRR类型抗病基因12聚为一类.     

小麦抗赤霉病品种宁7840中抗病基因TaLRG的cDNA克隆和特性分析

为探索小麦NBS-LRR类抗病基因的克隆方法、功能及作用机制,从小麦抗赤霉病品种宁7840中通过RT-PCR和RACE技术(末端快速扩增技术)得到一个新的NBS-LRR类抗病基因同源序列,命名为TaLRG,开放阅读框3063bp,编码1021个氨基酸,具有NBS保守结构域和多个亮氨酸重复序列.聚类分析发现其编码蛋白质与...     

栽培番茄与野生番茄NBS-LRR类抗病基因家族的全基因组鉴定及表达分析

【目的】对栽培番茄和野生番茄NBS-LRR类抗病基因家族进行全基因组鉴定及表达分析,为NBS-LRR类抗病基因功能研究及其在植物抗病育种中的应用提供理论参考。【方法】应用生物信息学和比较基因组学方法,从栽培番茄和野生番茄［潘那利番茄（Solanum pennellii）和醋栗番茄（Solanum pimpinellifolium）］基因组中鉴定出NBS-LRR类抗病基因家族成员,明确其类型,并进行序列特征、染色体定位、系统进化及生物胁迫下表达模式分析。【结果】从栽培番茄、潘那利番茄和醋栗番茄基因组中分别鉴定获得238、202和217个NBS-LRR类抗病基因家族成员,根据这些抗病基因编码的结构域差异,将其分为TNL（TIR-NBS-LRR）、CNL（CC-NBS-LRR）、RNL（RPW8-NBS-LRR）、TN（TIRNBS）、CN（CC-NBS）、RN（RPW8-NBS）、NL（NBS-LRR）和N（NBS）8种类型,其中TNL、CNL和RNL型基因分别为58、87和13个。番茄NBS-LRR类抗病蛋白整体呈弱酸性,具有不稳定性和亲水性,以丝氨酸（Ser）磷酸化为主,二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主,定位于细胞核、细胞质和叶绿体。栽培番茄和野生潘那利番茄的NBS-LRR类抗病基因不均匀地散布在13条染色体（0号虚拟染色体~12号染色体）上,分别有58.47%和52.48%的基因形成多个基因簇,有35.59%和22.77%的基因形成串联重复。栽培番茄和2个野生番茄共477个NBS-LRR类抗病蛋白可聚为十大类群,其中N端为TIR的蛋白基本聚在一起,但N端为CC和RPW8结构域的蛋白未能很好分开,聚在多个类群中;NL和N型基因散布于各类群中。在477个番茄NBS-LRR类抗病基因中共发现115对直系同源基因和8对旁系同源基因,主要分布在4号和5号染色体上,其中51.57%的NBS-LRR类抗病基因以同源基因形式存在,大多数Ka/Ks均小于1,说明其进化中主要受到纯化选择。基于转录组测序数据（RNA-Seq）分析结果表明,多数NBS-LRR类抗病基因能响应不同细菌胁迫。【结论】番茄NBS-LRR类抗病基因具有成簇存在的特点,在进化过程中经重复扩张,已形成大量同源基因,且能响应多种细菌胁迫。     

番茄NBS LRR抗根结线虫基因同源序列的克隆与分析

根据已知抗病基因的NBS-LRR保守结构域设计简并引物,从抗南方根结线虫病的番茄材料cDNA中克隆抗病基因同源序列(resistance gene analogs,RGAs),并通过qRT-PCR技术检测RGAs与南方根结线虫侵染的相关性。序列分析发现,2条序列具有NBS-LRR保守结构域,分别命名为F5-8和F5-20;保守区域氨基酸比对结果显示,F5-8(GenBank登录号为MG860907)和F5-20(GenBank登录号为MG860908)与已知抗病基因保守区域具有很高的相似性,其中F5-8与Mi-1相应区域氨基酸相似性为94%,F5-20与Hero基因相应区域氨基酸相似性为96%。qRT-PCR结果发现,F5-8和F5-20在接种南方根结线虫2龄幼虫24h后其表达量均发生了变化。初步推测F5-8和F5-20为南方根线线虫侵染相关基因同源序列。     

香蕉中抗病基因相似序列的克隆与分析

根据植物抗病基因编码氨基酸序列的核苷酸结合(nucleotide binding site,NBS)和富含亮氨酸重复区(leucine-rich repeat,LRR)等保守区域的特点,设计PCR简并引物,从香蕉华农7号中克隆得到1个1 139bp的DNA片段.BLAST分析发现,其编码的氨基酸序列与多种植物来源的NBS-LRR类抗病蛋白及抗病蛋白同源物的相似性为40%～50%,并具有NBS-LRR类抗性基因所拥有的保守结构域:P-环、激酶2a、激酶3a和疏水结构域等区段.该抗病基因相似片段可作为分子标记来筛选香蕉的抗病基因.     

小麦抗叶锈近等基因系TcLr38 RGAs分析

为获得Lr38的抗病类似物质,寻找与抗病基因表达相关的目的片段.根据已知植物抗病基因的NBS-LRR(核苷酸结合位点-富含亮氨酸重复)类保守区域设计简并引物,应用RGA技术在小麦的未知基因cDNA中扩增和分离抗病基因同源序列.从小麦抗叶锈近等基因系TcLr38中获得了9个小麦抗病基因同源片段D-8、A-5、B-20、C-6、F-16、A-4、B-9、C-4和D-12.经BLASTp分析,9个片段都含有NB-ARC保守结构域,其中D-8、A-5、B-20、C-6、A-4、B-9、C-4和D-12与已知抗病基因的相应区域相一致,具有抗病基因NBS特征结构域激酶2a(Kinase-2a)、激酶3a(Kinase-3a)和疏水结构域(HD).片段D-8、A-5、B-20、C-6、A-4、B-9、C-4和D-12可能与抗病基因表达相关.     

晚熟温州蜜柑NBS-LRR类抗病基因同源序列的克隆及分析

为加深对柑橘黄龙病抗性机理的了解和为黄龙病抗性基因的克隆提供依据,根据已知植物抗病基因NBS-LRR保守结构域设计简并引物,以柑橘黄龙病抗性品种"晚熟温州蜜柑"为供试材料,对其基因组DNA进行PCR扩增、克隆和序列测定,结果共获得17条抗病基因同源序列(resistance gene analogs,RGAs),其在NCBI中的登录号为KJ019189~KJ019199,KR815564~KR815569。序列分析表明,这17个RGAs与甜橙、柚等柑橘属中推测的一些抗病蛋白基因或其他相关蛋白基因具有显著高的同源性。其中一些RGAs与拟南芥抗霜霉病RPP13基因、柑橘抗衰退病毒基因Ctv或烟草抗TMV基因N具有51.7%~79.0%的氨基酸序列同源性。依据论文结果,笔者认为,晚熟温州蜜柑中存在较丰富的NBS-LRR类抗病基因,但具体哪些病基因与抗黄龙病相关尚需进一步研究。     

甘薯中NBS-LRR类抗病基因同源序列的克隆及序列分析

以高抗根腐病的“徐薯18”总DNA为模板进行PCR扩增,获得其抗病基因同源序列RGAs,对其氨基酸序列进行聚类分析和同源性比较分析,为进一步在甘薯中克隆R基因奠定基础。     

甘薯中NBS-LRR类抗病基因同源序列的克隆及序列分析(英文)

The degenerate primers were designed based on the conserved NBS-LRR motifs among the known disease-resistance genes. A fragment of about 500 bp was amplified from genomic DNA of sweet potato using the specifically designed degenerate primers. After cloning and sequencing,20 NBS-LRR type of disease-resistance gene analogue (RGAs) in sweet potato were observed. The deduced amino acid sequence of DNA fragment contains the conserved motifs of NBS-LRR type RGAs,such as P-loop,Kinase-2α,Kinase-3α and GLPL domain. The 20 RGAs could be sorted into two subclasses,namely TIR-NBS-LRR type and non-TIR-NBS-LRR type. Compared with the known resistance genes including N,L6 and M,the percentages of homologous amino acid sequence in 10 TIR-NBS-LRR range between 21%-44%. While other 10 non-TIR-NBS-LRR assume 15%-46% homology with the known resistance genes (Prf,RPM1,RPS2,etc.). Consequently the RGAs may further be used as molecular marker for screening the candidate disease-resistance genes in sweet potato.     

Cloning and Analysis of NBS-LRR Type Resistance Gene Analogues in Sweet Potato ( Ipomoea batatas)

The degenerate primers were designed based on the conserved NBS-LRR motifs among the known disense-resistance genes. A fragment of about 500 bp was amplified from genomic DNA of sweet potato using the specifically designed degenerate primers. After cloning and sequencing, 20 NBS-LRR type of disoase-resistance gene analogue (RGAs) in sweet potato were observed. The deduced amino acid sequence of DNA fragment contains the conserved motifs of NBS-LRR type RGAs, such as P-loop, Kinase-2α, Kinase-3α and GLPL domain. The 20 RGAs could be sorted into two subclasses, namely TIR-NBS-LRR type and non-TIR-NBS-LRR type. Compared with the known resistance genes including N, L6 and M, the percentages of homologous amino acid sequence in 10 TIR-NBS-LRR range between 21% -44%. While other 10 non-TIR-NBS-LRR assume 15% -46% homology with the known resistance genes (Prf, RPM1, RPS2, etc.). Consequently the RGAs may further be used as molecular marker for screening the candidate disease-resistauce genes in sweet potato.     

黑麦属NBS-LRR类抗病基因同源序列的分离与鉴定

根据已知植物抗病基因(resistance gene,Rgene)编码的蛋白质NBS-LRR保守结构设计了10对特异简并引物,对5份黑麦材料的基因组DNA进行抗病基因同源序列克隆,共获得45条抗病基因同源序列(resistance geneanalogs,RGAs)。同源性比较发现,RGAs序列之间的核苷酸相似性是41.9%~99.6%,其中16条具有连续开放阅读框(ORFs)。同时,利用MEGA 3.1将这16条序列与4个已知R基因进行聚类分析,发现有13条序列与RPM1亲缘关系近,2条与Pm3a亲缘关系近。本研究在黑麦中获得的RGAs既可用于筛选黑麦的抗病候选基因,同时也可以作为分子标记,用于作物分子辅助选择育种,且对进一步研究黑麦中NBS-LRR类R基因的起源和遗传进化提供参考和依据。     

野生二粒小麦抗病基因同源序列分析

根据已知植物抗病基因编码的蛋白质NBS-LRR保守结构设计了6对特异简并引物,对20份抗小麦白粉病野生二粒小麦的基因组DNA进行抗病基因同源序列克隆,共获得22条抗病基因同源序列(Resistance gene ana-logs,RGAs)。同源性比较发现,这22条RGAs均属于NBS-LRR类抗病基因类似序列,与已知R基因相应区段的氨基酸序列一致性为6.1%~99.6%。同时,利用MEGA 3.1将这22条序列划分为9类。本研究在野生二粒小麦中获得的RGAs既可进一步用于筛选野生二粒小麦的抗病候选基因,同时也可以作为分子标记,用于二粒系小麦遗传图谱的构建。该研究表明R基因同源克隆技术有望成为野生二粒小麦R基因克隆和基因组研究的重要手段。     

桃基因组中R类抗病基因同源序列的克隆与序列分析

许多抗病基因均具有核苷酸结合位点(NBS)和富含亮氨酸重复区(LRR)。根据已知的NBS-LRR型抗病基因蛋白质的保守序列,设计简并引物,用以扩增桃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4个NBS-LRR类抗病基因同源片段(PNBS1、PNBS2、PNBS3、PNBS4)。推导的氨基酸均具有P-loop(激酶1a)保守区和中间的激酶2a、激酶3a保守区,除PNBS4外,均具有3端疏水结构域。它们与已克隆的N、L6、PRS2 等抗病基因在核苷酸水平上的同源性为21 1%~58 8%;在氨基酸水平上的同源性为18 8%~41 4%。这些抗病基因同源片段(RGA)可做为分子标记筛选桃的抗病候选基因。     

小麦NBS类序列的分离与特征分析

[目的]获得小麦近等基因系TcLr24中NBS类抗病基因同源序列。[方法]利用已克隆植物抗病基因NBS序列中的保守结构＂P-loop＂和＂GLPL＂合成简并引物,以小麦近等基因系TcLr24基因组DNA为模板进行PCR扩增。[结果]得到13条具有连续ORF的抗病基因类似物序列,包括P-loop、Kinase-2、Kinase-3a、GLPL抗病基因所共有的保守结构,相应推测的氨基酸序列间的相似性系数在36.1%～98.3%,同时对分离的RGAs的氨基酸序列和5个已克隆植物NBS的氨基酸序列进行聚类分析表明,与Xa1、RPS2亲缘关系较近,而与Lr21亲缘关系较远。[结论]TcLr24中NBS类RGAs可能会有与Lr21不同机制的抗病功能。     

Cloning and Characterization of Full Length cDNA of a CC-NBS-LRR Resistance Gene in Sweetpotato

Conserved domain such as nucleotide binding site （NBS） was found in several cloned plant disease resistance genes. Based on the NBS domain, resistance gene analogues （RGAs） have been isolated. A full-length cDNA, SPR1 was obtained by rapid amplification of cDNA ends （RACE） method. Sequence analysis indicated that the length of SPR1 was 3 066 bp, including a complete open reading frame of 2 667 bp encoding SPR1 protein of 888 amino acids. Compared with known NBS-LRR genes, it presented relatively high amino acid sequence identity. The polypeptide has a typical structure of nonT1R-NBS-LRR genes, with NB-ARC, CC, and LRR domains. The SPR1-related sequences belonged to multicopy gene family in sweetpotato genome according to the result of Southern blotting. Semi-quantitative RT-PCR analysis showed SPR1 expressed in all tested tissues. The cloning of putative resistance gene from sweetpotato provides a basis for studying the structure and function of sweetpotato disease-resistance relating genes and disease resistant genetic breeding in sweetpotato. The gene has been submitted to the GenBank database, and the accession number is EF428453.