水稻苗-穗瘟防衛(wèi)反應(yīng)相關(guān)基因的分離與鑒定.pdf

1、本文為了探討小種特異抗性和生育期特異抗性的分子基礎(chǔ)，選用穗期對(duì)稻瘟病抗/感反應(yīng)差異的一對(duì)水稻品系，利用抑制消減雜交(SSH)，分離水稻對(duì)穗瘟防衛(wèi)反應(yīng)相關(guān)基因；，選用一個(gè)具有小種特異抗性的水稻品種，分離水稻-稻瘟病非親和/親和互作中差異表達(dá)的基因，并對(duì)篩選到的差異表達(dá)基因在不同生育期的表達(dá)進(jìn)行了RT-PCR分析。為了進(jìn)一步研究差異表達(dá)基因的功能，還構(gòu)建了水稻抗稻瘟病苗期和穗期兩個(gè)全長(zhǎng)cDNA文庫(kù)。 選用遺傳背景相近、對(duì)葉瘟抗性相同

2、但對(duì)穗瘟抗性不同的兩個(gè)水稻株系，利用SSH構(gòu)建穗瘟抗/感消減cDNA文庫(kù)，經(jīng)差異篩選及序列分析，共獲得90個(gè)獨(dú)立的差異表達(dá)cDNA克隆。利用RT-PCR分析了26個(gè)所篩選到的cDNA克隆在抗/感植株接種后的表達(dá)，17個(gè)基因的表達(dá)差異得到驗(yàn)證。對(duì)這些基因在穗期抗/感植株中接種稻瘟菌后的表達(dá)譜進(jìn)行RT-PCR分析，它們?cè)诳?感植株中受稻瘟菌感染后或被誘導(dǎo)或被抑制，但在抗/感植株中被誘導(dǎo)和被抑制所發(fā)生的時(shí)間以及程度不同。推測(cè)Ca2+信號(hào)傳導(dǎo)途

3、徑在水稻防衛(wèi)穗瘟過(guò)程中起著重要的調(diào)節(jié)作用，以同一水稻品種中156接種不同稻瘟菌小種，通過(guò)SSH構(gòu)建水稻-稻瘟菌非親和/親和互作消減cDNA文庫(kù)，結(jié)合差異篩選，經(jīng)序列測(cè)定及RT-PCR分析，共獲得25個(gè)獨(dú)立的經(jīng)驗(yàn)證的差異表達(dá)cDNA克隆，并對(duì)它們?cè)诿缙谒?稻瘟病菌非親和/親和互作早期的表達(dá)譜進(jìn)行了分析，被檢測(cè)基因在非親和/親和互作零點(diǎn)的表達(dá)水平相同，而在接種后，它們的表達(dá)發(fā)生變化，說(shuō)明所有這些變化都是由于接種引起的；在兩種不同的互作反應(yīng)

4、中，大部分基因的表達(dá)變化趨勢(shì)一致，但存在程度的差異；少數(shù)基因表達(dá)變化在兩種互作中不一致，說(shuō)明這些表達(dá)的變化僅僅與接種的不同小種有關(guān)，肯定了所分離到的基因及其表達(dá)變化的可靠性。部分基因在穗期受不同稻瘟病菌小種侵染后也發(fā)生變化，但變化趨勢(shì)與苗期有所不同。 信息學(xué)功能分析表明，苗期和穗期所篩選到的參與水稻稻瘟病防衛(wèi)反應(yīng)的基因，都涉及到病原菌或環(huán)境脅迫應(yīng)答、信號(hào)傳導(dǎo)、轉(zhuǎn)錄、蛋白合成與修飾、代謝、轉(zhuǎn)座等生物學(xué)功能。 本研究表明，無(wú)

5、論在穗期或苗期，還是寄主特異或小種特異抗性的防衛(wèi)反應(yīng)中，大多數(shù)參與水稻對(duì)稻瘟病防衛(wèi)反應(yīng)的基因在抗病和感病反應(yīng)過(guò)程中都被誘導(dǎo)或被抑制，這些基因可能作為基礎(chǔ)抗性基因參與到防衛(wèi)反應(yīng)過(guò)程中，但由于它們表達(dá)發(fā)生變化的時(shí)間和程度的差異而導(dǎo)致了抗性反應(yīng)的不同；而少數(shù)基因在抗/感反應(yīng)過(guò)程中受病原菌侵染后的表達(dá)變化趨勢(shì)存在較大差異，甚至呈現(xiàn)完全相反的變化趨勢(shì)，這些基因可能在抗病反應(yīng)過(guò)程中起主要的調(diào)節(jié)作用。但苗期和穗期對(duì)稻瘟病的防衛(wèi)反應(yīng)存在一定的差異，因此