利用微卫星标记定位一个新的小麦抗白粉病基因

小麦农家品种ZB90是一个广谱抗白粉病材料.苗期和成株期鉴定表明,其白粉病抗性由显性单基因控制.从位于不同染色体上的53对微卫星引物中筛选出3对引物(Wms382、Wms311和Wms312),对144株F2分离群体进行抗病连锁性分析.另外,与Pm4a共分离的STS标记STS-470也被用于基因定位.这4个标记和抗病基因在染色体上的顺序为:基因位点-Xgwm382-Xgwm311-STS-470-Xgwm312,它们之间的遗传距离分别为2.9、4.5、23.1和49.6 cM,与小麦染色体2AL上已构建的微卫星图谱顺序一致.根据材料来源和抗病基因的染色体定位结果,确定该基因为一个新的小麦抗白粉病基因,并命名为PmZB90.文中还讨论了PmZB90和其他位于染色体2AL上的基因之间的关系.     

小麦抗条锈基因Yr17的新SCAR标记的建立与应用

为深入了解四川小麦新品种(系)中抗条锈病基因的组成,并为开展分子标记辅助育种提供依据,以小麦抗条锈病基因Yr17的近等基因系以及抗条锈病品系L15与感条锈病材料SY95-71的杂交F2代群体为材料,采用集群分离分析法(BSA)结合SSR分子标记进行分析,发现1条由引物Xgwm415扩增的与抗条锈基因Yr17连锁的特异带。对该特异带克隆测序发现,该序列长390 bp,与栽培大麦中的一个序列表达标签(EST)有90%的相似性,与水稻基因组中的一个"核苷酸结合位点(NBS)-富亮氨酸重复(LRR)"型抗病基因的编码区有70%的相似性。根据该序列设计特异引物,建立SCAR标记,命名为SC-372。利用SC-372对54个四川省近年育成的小麦品种(系)进行检测,发现在15个抗病品种(系)中能特异扩增。进一步利用SC-372及前人报道的Yr17连锁标记VENTRUP/LN2对Yr17近等基因系及偏凸山羊草进行扩增比较发现,本实验建立的SCAR标记对小麦背景中的Yr17基因有更好的检测效率。因此可将SC-372用于分子标记聚合小麦抗条锈病基因的育种实践中。     

小麦PR-1、PR-2、PR-5基因的白粉菌和水杨酸诱导表达分析及白粉病抗性研究

病程相关蛋白基因PR-1、PR-2和PR-5是植物抗病基因介导的抗病反应和系统获得抗性(systemic acquired resistance,SAR)中的标志基因.为了研究病程相关蛋白基因和水杨酸在小麦(Triticum aestivum L.)抗白粉病反应中所起的作用,以抗白粉病和感白粉病小麦品系为材料,在白粉病菌(Blumeria graminis f.sp.tritici,Bgt)诱导不同时间,或水杨酸处理不同时间后,用半定量RT-PCR技术检测了小麦叶片中PR-1、PR-2和PR-5基因的表达变化.结果表明,白粉病菌的侵染激活和显著增强了病程相关蛋白基因PR-1、PR-2和PR-5在周麦18中的转录.与感病品系相比,PR-1和PR-5在抗病品系中转录激活得更快、更强.水杨酸处理显著激活了PR-1和PR-5的转录,但对PR-2的转录影响不大.白粉病菌和水杨酸均能显著激活和增强PR-1和PR-5的表达,但白粉病菌的作用更强,说明PR-1和PR-5基因在小麦抗白粉病反应中起重要作用.PR-1和PR-5可以作为小麦SAR的标志基因.水杨酸处理后周麦18和中国春的白粉病抗性得到提高,提示水杨酸在小麦抗白粉病信号传导途径中起一定作用. 激活和显著增强了病程相关蛋白基因PR-1、PR-2和PR-5在周麦18中的转录.与感病品系相比,PR-1和PR-5在抗病品系中转录激活得更快、更强.水杨酸处理显著激活了PR-1和PR-5的转录,但对PR-2的转录影响不大.白粉病菌和水杨酸均能显著激活和增强PR-1和PR-5的表达,但白粉病菌的作用更强,说明PR-1和PR-5基因在小麦抗白粉病反应中起重要作用.PR-1和PR-5可以作为小麦SAR的标志基因.水杨酸处理后周麦18和中国春的白粉病抗性得到提高,提示水杨酸在小麦抗白粉病 号传导途径中起一定作用. 激活和显著增强了病程相关蛋白基因PR-1、PR-2和PR-5在周麦18中的转录.与感病品系相比,PR-1和PR-5在抗病品系中转录     

小麦PR-1、PR-2、PR-5基因的白粉菌和水杨酸诱导表达分析及白粉病抗性研究

病程相关蛋白基因PR-1、PR-2和PR-5是植物抗病基因介导的抗病反应和系统获得抗性(systemic acquired resistance,SAR)中的标志基因。为了研究病程相关蛋白基因和水杨酸在小麦(TriticumaestivumL.)抗白粉病反应中所起的作用,以抗白粉病和感白粉病小麦品系为材料,在白粉病菌(Blumeria graminisf.sp.tritici,Bgt)诱导不同时间,或水杨酸处理不同时间后,用半定量RT-PCR技术检测了小麦叶片中PR-1、PR-2和PR-5基因的表达变化。结果表明,白粉病菌的侵染激活和显著增强了病程相关蛋白基因PR-1、PR-2和PR-5在周麦18中的转录。与感病品系相比,PR-1和PR-5在抗病品系中转录激活得更快、更强。水杨酸处理显著激活了PR-1和PR-5的转录,但对PR-2的转录影响不大。白粉病菌和水杨酸均能显著激活和增强PR-1和PR-5的表达,但白粉病菌的作用更强,说明PR-1和PR-5基因在小麦抗白粉病反应中起重要作用。PR-1和PR-5可以作为小麦SAR的标志基因。水杨酸处理后周麦18和中国春的白粉病抗性得到提高,提示水杨酸在小麦抗白粉病信号传导途径中起一定作用。     

受白粉菌诱导表达的簇毛麦草酸氧化酶基因(Hv-OxOLP)的克隆和分析

为了筛选抗白粉病基因Pm21介导的抗病途径中的防卫基因，采用芯片杂交技术筛选携带或不携带Pm21基因的材料之间或抗病材料经白粉菌诱导与非诱导样品之间的差异表达基因，并采用RT-PCR方法分析了被筛选出的草酸盐氧化酶类似蛋白基因（Oxalate Oxidase Like Protein，OxOLP）的表达情况，进一步利用TAIL-PCR方法分离簇毛麦基因Hv-OxOLP中的全长序列。芯片杂交结果表明，探针Contig3156（一个推导的草酸盐氧化酶类似蛋白基因）在抗病簇毛麦中受白粉菌诱导的程度最大，在抗病易位系中该探针的杂交信号比在感病扬麦5号中的杂交信号强。半定量RT-PCR结果表明，在抗、感白粉病的材料中草酸盐氧化酶类似蛋白基因都受白粉菌诱导表达，但在抗病材料中达到表达峰值的时间早。用TAIL-PCR方法分离的Hv-OxOLP有一个内含子和两个外显子，ORF包含690个核苷酸，在启动子区包含两个W-box，在终止密码子后面还有一个polyA的加尾信号。作为一个受白粉菌诱导表达的基因，HpOxOLP在抗白粉病反应中可能起重要的作用。     

小麦L699叶片受白粉菌胁迫后蛋白质的差异表达

为从蛋白组学角度认识小麦抗白粉病机制,以含有抗白粉病新基因Pm40的小麦品系L699为材料,采用蛋白质双向电泳和质谱技术(MALDI-TOF-MS)检测小麦叶片接种白粉菌24h后的差异蛋白。结果表明,经PDQuest软件分析,接种白粉菌后小麦叶片中有18个蛋白质斑点表达量上调,38个蛋白质斑点表达量下调。对表达量上调的蛋白质斑点进行质谱分析和数据库检索,共鉴定出15种蛋白质,其中13种参与防御反应、碳水化合物代谢和蛋白质周转。这些差异蛋白与抗病途径、植株生理过程密切相关,在小麦抗白粉病过程中起很重要的作用。     

杂交小麦杂种一代白粉病抗性表现规律的研究

为探讨杂交小麦杂种一代白粉病的抗性表现规律,以陕西不同地区小麦白粉病流行菌种做菌源,通过田间和苗期接种,对9份抗、感白粉病小麦亲本材料和9份大田感病品种及其杂交F1代进行抗病性鉴定,并结合SCAR和SSR分子标记进行了检测.结果表明:(1)以N95175、N9209为亲本的杂交F1含有Pm21基因,苗期和成株期抗病性均很好,与抗病亲本的抗病性表现基本一致,符合显性遗传,其抗病性主要由显性单基因控制.(2)以N9134、N9227A为亲本的杂交F1含有PmAS846基因,成株期抗病性较好,苗期大部分表现抗病;以N9227A为亲本的杂交F1中有40%的杂交组合表现中感,该抗性基因不完全符合单基因显性遗传,其表达在一定程度上受遗传背景及环境的影响.(3)中国春为苗期感病、成株期抗病材料,其与抗病亲本杂交F1代的抗病性接近或略高于抗病亲本;与感病品种杂交F1代的抗病性介于双亲之间.(4)白粉病遗传属于细胞核遗传,正反交F1代苗期抗病性无明显差异,杂交种的抗病性与双亲相关.因此, 在组配小麦强优势杂种组合时应尽量选用抗病的品种作为亲本之一,并考虑慢病性品种的应用.     

小麦农家品种白葫芦抗白粉病基因的SSR分析

为明确小麦农家品种白葫芦抗白粉病基因的遗传特点和基因位点,采用常规分析方法结合SSR技术进行抗性基因的遗传分析和分子标记研究。结果表明,白葫芦与高感白粉病小麦品种陕225及辉县红的F1代幼苗均高抗白粉病,F2代抗感植株比例分别为112∶38和118∶42,经χ2检验,符合3∶1的遗传分离比例,说明白葫芦的苗期抗白粉能力由显性单基因控制。利用208对SSR引物在父母本及抗感池间进行多态性筛选,引物Xg-wm337与该抗白粉病基因紧密连锁,遗传距离为4.6 cM。利用这对引物对白葫芦/陕优225组合F2进行验证分析,结果与抗性调查结果基本相符。经中国春缺体-四体系分析,将该抗白粉病基因定位于1D染色体上,暂命名为mlbhl。     

小麦SGT1基因的克隆与表达特性分析

为了研究SGT1基因在不同小麦抗病反应中的表达特性,采用RT-PCR和RACE方法,从小麦cDNA中分离出包含SGT1基因全长cDNA序列.该基因编码具有377个氨基酸的蛋白,具有已知SGT1蛋白典型的5个功能域,即TPR区、VR1区、CS区、VR2区和SGS区.小麦SGT1蛋白与大麦SGT1蛋白的氨基酸序列具有97%的相似性.Southern杂交结果显示,SGT1基因在小麦基因组中有3个拷贝.分析结果表明,大麦黄矮病毒、白粉病菌、纹枯病菌和赤霉病菌侵染小麦均可诱导小麦SGT1基因转录水平上调,说明SGT1可能参与了小麦不同抗病反应.     

小麦近等基因系TcLr19中TaABCF基因的克隆及表达分析

为了挖掘新的抗小麦叶锈病基因,以被无毒小麦叶锈菌诱导的TcLr19为研究对象,通过cDNA末端快速扩增(rapid amplification of cDNA ends,RACE)技术在TcLr19中克隆到抗病相关基因TaABCF,并对其进行表达分析。序列分析表明,TaABCF基因的DNA和cDNA序列长度分别为3 100bp和1 885bp,包含4个内含子和5个外显子,含有两个核苷酸结合域,具有WalkerA、WalkerB和WalkerC保守序列。系统发育分析表明,TaABCF基因与来自乌拉尔图小麦的EMS53714.1基因亲缘关系最近。实时荧光定量分析表明,TaABCF基因在小麦TcLr19与小麦叶锈菌FHPL非亲和互作前期表达提高,而在感病小麦Thatcher与小麦叶锈菌FHPL的亲和互作后期表达受抑制,且在脱落酸(ABA)和茉莉酸甲酯(MeJA)处理下的表达早于水杨酸(SA)处理,说明TaABCF基因参与小麦的抗叶锈反应,且对ABA和MeJA的响应要早于SA。