小麥異源表達(dá)Hpa110-42與自身TaRGA基因沉默對白粉病抗性的影響.pdf

1、小麥?zhǔn)鞘澜缧约Z食作物，在我國的北方大量種植，小麥對于保障我國的糧食安全具有重要的作用。隨著世界的人口不斷增長，人們對于小麥的需求也是不斷增加。但是，惡劣的自然環(huán)境和各種病蟲害的侵染嚴(yán)重威脅著小麥的產(chǎn)量和質(zhì)量。白粉病是小麥上的一種重要病害，每年給小麥產(chǎn)量造成巨大的損失。本實驗室?guī)熜忠呀?jīng)利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將Hpa110-42功能片段轉(zhuǎn)入到小麥中，得到了轉(zhuǎn)Hpa110-42基因小麥品種。本次研究對獲得的轉(zhuǎn)基因小麥進(jìn)行了鑒定，并驗證了其對于小麥白粉

2、菌的抗性。TaRGA基因是由本實驗室?guī)熜挚寺～@得的一個類抗病基因，本研究應(yīng)用BSMV VIGS技術(shù)探究其對于白粉病的抗性。
　　1、轉(zhuǎn)Hpa110-42小麥能夠增強(qiáng)對小麥白粉菌的抗性
　　本實驗中，我們發(fā)現(xiàn)Hpa110-42基因的異位表達(dá)能夠增強(qiáng)小麥對于白粉病的抗性。我們篩選以及鑒定得到9個Hpa110-42轉(zhuǎn)基因品系，并且我們在每個轉(zhuǎn)基因品系上對Hpa110-42基因的表達(dá)進(jìn)行了不同水平的測定。當(dāng)用白粉菌接種后，相較于非轉(zhuǎn)

3、基因品系9個轉(zhuǎn)基因品系中的3號乖39號表現(xiàn)出對白粉菌的明顯抗性。這些結(jié)果表明，在轉(zhuǎn)基因品系中Hpa110-42基因的異位表達(dá)能夠增強(qiáng)小麥對于白粉病的抗性。然后我們對Hpa110-42基因產(chǎn)生的抗白粉菌機(jī)理進(jìn)行了探究，研究發(fā)現(xiàn)3號和39號品系中PR基因的表達(dá)量明顯高于其它轉(zhuǎn)基因品系和非轉(zhuǎn)基因株系。同時組織學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)，這兩個小麥品系的胼胝質(zhì)的積累量也明顯較高，白粉菌菌絲的生長也受抑制。以上研究結(jié)果說明，Hpa110-42基因的表達(dá)能夠激活植

4、物的抗病防衛(wèi)反應(yīng)，進(jìn)而抑制白粉病菌絲的生長，起到抗病的作用。
　　2、應(yīng)用VIGS技術(shù)沉默TaRGA抗病基因使小麥抗病品種南農(nóng)9918喪失對白粉病的抗性。
　　TaRGA基因是由本實驗室?guī)熜謶?yīng)用同源克隆技術(shù)獲得的一個類抗病基因，基因生物信息學(xué)分析顯示，其蛋白質(zhì)序列含NB-ARC結(jié)構(gòu)域以及LRR重復(fù)序列，據(jù)此我們推測TaRGA基因可能參與小麥抗病防衛(wèi)反應(yīng)中。本研究應(yīng)用BSMV VIGS技術(shù)成功將南農(nóng)9918小麥抗白粉病品種中的

5、TaRGA基因沉默，觀察表型發(fā)現(xiàn)沉默后的小麥葉片開始出現(xiàn)白粉孢子，組織學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)大量的白粉菌次生菌絲開始出現(xiàn)在病毒接種后的葉片。與此同時，我們測定了TaRGA基因沉默后相關(guān)PR抗病基因的表達(dá)情況，我們發(fā)現(xiàn)沉默TaRGA基因后，PR基因的表達(dá)量明顯的降低。用SA和H2O2處理小麥后，發(fā)現(xiàn)TaRGA基因表達(dá)量升高，這說明SA和H2O2能夠誘導(dǎo)TaRGA基因的表達(dá)。以上結(jié)果說明TaRGA基因可能能夠增強(qiáng)小麥對于白粉菌的抗性。
　　本文創(chuàng)