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1.
叶锈菌(Puccinia triticina)引起的小麦叶锈病是影响世界小麦生产的重要病害之一。研究小麦抗叶锈相关防卫蛋白的表达,对于深入研究小麦对叶锈菌的抗病机制,更好地为农业生产服务,具有重要意义。Wrab17(Wheat response to ABA)是一个冷胁迫诱导蛋白,前期工作通过构建叶锈菌侵染早期的小麦SSH文库及ESTs序列分析,筛选到Wrab17基因在不亲和组合接种后早期显著上调表达,初步表明Wrab17基因可能参与了小麦抗叶锈菌侵染过程,这是首次发现Wrab17参与抗病反应。本研究进一步利用RT-PCR技术从接种叶锈菌的小麦叶片中克隆获得了Wrab17基因的CDS区,构建了Wrab17蛋白原核表达载体,并在大肠杆菌中高效表达Wrab17蛋白。利用镍柱亲和层析方法获得了纯度较高的重组蛋白,将融合蛋白纯化后制备其兔抗血清,得到特异性较好的多克隆抗体。为进一步通过Western Blotting技术检测Wrab17在小麦被叶锈菌侵染后不同时间点表达量的变化,明确Wrab17参与小麦抵抗叶锈菌侵染的防卫反应奠定基础。 相似文献
2.
《河北农业大学学报》2021,44(4)
为了深入探究钙依赖蛋白激酶(Calcium dependent protein kinase,CDPK)在小麦与叶锈菌互作过程中的功能机制,本试验结合叶锈菌生理小种260侵染小麦品种Tc Lr26后的RNA-seq数据和NCBI基因组数据筛选得到抗病相关基因TaCDPK6,并对TaCDPK6进行了蛋白质理化性质分析;利用RT-qPCR和Western blotting技术检测TaCDPK6基因及其表达蛋白在小麦与叶锈菌互作过程中的表达模式。结果表明,TaCDPK6蛋白分子大小为57 kD,理论等电点为7.61,为亲水性蛋白质;在小麦叶片接种叶锈菌后,随着接种时间的延长,目的基因及蛋白呈先上升后下降的表达趋势,并且在4～8 h表达量达到最高,与RNA-seq数据分析得到的表达趋势基本一致。结果表明TaCDPK6在小麦抵抗叶锈菌的基础防御反应中可能发挥正调控作用。 相似文献
3.
【目的】对小麦NPR1基因家族成员进行鉴定及表达分析,为探究该家族基因的作用机制及小麦遗传改良提供理论参考。【方法】以拟南芥NPR1家族蛋白序列为参考序列,从小麦基因组中鉴定出小麦NPR1基因家族成员,利用生物信息学软件对其序列特征进行分析,并分别利用RNA-Seq原始数据和实时荧光定量PCR（qRT-PCR）分析小麦NPR1家族基因在不同组织及不同胁迫下的表达水平。通过STRING在线网站构建TaNPR1s蛋白的互作网络。【结果】共鉴定获得20个小麦NPR1基因家族成员,其编码蛋白的不稳定指数均大于40,为不稳定蛋白;平均总亲水性值（GRAVY）均为负值（除TaNPR5-D为正值外）,为亲水蛋白;主要分布于细胞核内,在叶绿体、线粒体、内质网和细胞质等部位也有分布;二级结构均由α-螺旋、延伸链、β-转角和无规卷曲组成,以α-螺旋和无规则卷曲为主;对应的三级结构模型有10种。20个TaNPR1s蛋白均可与转录因子HBP-1b及未知蛋白A、B、C、D发生相互作用,这5种蛋白均含有bZIP结构域（含TGACG基序）和种子休眠特异基因结构域（DOG1）。TaNPR1s基因在不同组织中的表达模式不同,可分为在多个组织中表达、在特定的组织或发育阶段表达和在不同组织发育阶段均低表达或不表达,共三大类。随机挑选的8个TaNPR1s基因中,有3个基因在禾谷镰刀菌胁迫下表达量降低,但在白粉病菌胁迫下表达量升高;有2个基因在这两种菌胁迫下表达量均升高,有2个基因在两种菌胁迫下表达量均下降。TaNPR1s基因对6种非生物胁迫处理均有响应,但表达模式存在差异。【结论】小麦NPR1基因家族成员在不同组织生长发育过程和生物和非生物胁迫响应中发挥重要调控作用,且基因的可变剪接体也表现出不同组织表达特性,丰富了NPR1s蛋白功能。TaNPR1s蛋白可能通过与bZIP和DOG1结构域结合发挥其生物学功能。 相似文献
4.
影响Ca~(2+)代谢和钙通道的药物对小麦受叶锈菌侵染后诱发的HR的作用 总被引：4，自引：1，他引：4
为进一步探讨小麦抵抗叶锈菌侵染的防卫反应的信号转导机制,利用小麦品种洛夫林10和不同叶锈菌生理小种组成亲和与不亲和组合,研究影响Ca2+代谢和钙通道的药物对小麦受叶锈菌侵染后诱发的HR的作用。结果表明:在接种前给小麦叶片分别预注射Ca2+螯合剂(EGTA)和Ca2+通道抑制剂(LaCl3和Verapamil),均可使寄主叶片发生过敏性反应(HR)的面积明显减少,并且随着注射药物浓度的增高,寄主细胞发生HR的面积逐渐减小;在只注射Ca2+释放剂(A23187)而不接种的试验中,寄主细胞也发生HR,且HR面积随A23187浓度增加而有所增加,但并不成正比。证明胞内Ca2+浓度升高可能是诱发小麦叶片发生HR所必需的,Ca2+在小麦抵抗叶锈菌侵染的信号传导途径中可能发挥重要作用。 相似文献
5.
小麦Wrab基因家族分离于一种抗寒性小麦品种,该家族基因受冷胁迫或脱落酸诱导,在冷胁迫或脱落酸诱导后有高表达。通过构建转录组数据库,发现Wrab18基因在小麦抵抗叶锈菌侵染的过程中有明显上调。本试验以小麦品种‘洛夫林10’(简称‘L10’)与叶锈菌生理小种260组成不亲和组合,采用RT-PCR技术克隆Wrab18全长序列;应用生物信息学方法分析该基因的序列特征;通过与GFP蛋白融合进行亚细胞定位;采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)方法检测Wrab18基因的表达;利用VIGS技术沉默Wrab18基因后,探究Wrab18基因在小麦与叶锈菌互作过程中的作用。结果克隆得到510bp的Wrab18基因开放阅读框全长,生物信息学分析表明,Wrab18可能不含有跨膜结构,为亲水性蛋白;亚细胞定位显示Wrab18定位于细胞质及细胞核中;Wrab18基因在接菌后8h表达量有明显增高;通过VIGS技术沉默‘L10’中的Wrab18基因,在接种叶锈菌后96h,发现叶锈菌的吸器母细胞数量增多,引起的小麦HR细胞面积增大,表明Wrab18基因参与了小麦抵抗叶锈菌侵染的过程,并在该过程中发挥正调控作用。 相似文献
6.
为挖掘TaSPX3基因在小麦抗叶锈病中的作用,本研究以前期对叶锈菌感染的小麦转录组数据分析发现的TaSPX3基因受到叶锈菌侵染诱导表达为依据,利用BSMV-VIGS系统沉默中国春和郑麦9023中的TaSPX3基因,利用qRT-PCR技术进一步分析小麦抗病相关基因的转录水平。结果发现TaSPX3基因沉默后,小麦叶锈菌感染加重,降低了小麦对叶锈病的抗性;同时,对侵染过程抗病相关基因转录检测发现,抗病相关基因PR2和CAT的表达水平显著下调。本研究表明TaSPX3基因可能通过调控PR2和CAT基因的表达参与小麦对叶锈病的抗性。 相似文献
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【目的】建立小麦叶锈菌与小麦非亲和互作的基因表达数据库,为从分子水平阐明小麦抗叶锈病机制奠定基础。【方法】对叶锈菌诱导的TcLr19小麦叶片cDNA文库随机测序,利用BLASTx对所得序列进行功能注释,按照Bevan的植物基因功能分类标准进行分类。采用RT-PCR技术,以Actin为参照,对2条信号转导相关基因和3条抗病与防御相关基因进行表达分析。【结果】随机对cDNA文库中756个阳性克隆测序,获得649条高质量EST。对EST序列聚类拼接获得472条非重复序列(Unisequence)。功能分类结果表明,25.2%为未知功能蛋白,21.0%与能量代谢基因相关,17.8%与抗病防御基因及信号转导基因相关,其余EST分别与转录、转运、蛋白代谢等功能基因相关。RT-PCR分析结果表明同一基因在叶锈菌侵染后不同时间点的小麦叶片中表达量不一致,且各基因有不同的表达模式。【结论】推测钙转运ATP酶,谷胱甘肽-S-转移酶,蛋白激酶Pti1,NBS-LRR抗病蛋白和分子伴侣DnaJ等参与了小麦与叶锈菌的非亲和互作过程。该cDNA文库可用于了解小麦与叶锈菌非亲和互作过程中的功能基因,为建立研究病原菌基因及小麦抗病基因数据库奠定基础。 相似文献
8.
CIPK是植物特有的丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶家族中的一类SnRK3激酶(SNF1-related protein kinase3),一般与类钙调磷酸酶亚基B类蛋白CBL(calcineurin B-like protein)相互作用形成信号网络,从而在钙信号介导的生理生化过程中发挥作用。克隆获得小麦中CIPK基因家族的TaCIPK31,其全长1 350 bp,编码449个氨基酸,包含保守的激酶催化结构域及调控结构域,与已报道的粗山羊草、水稻等CIPK蛋白具有高度相似性。定量分析结果表明,TaCIPK31在小麦-叶锈菌亲和反应中显著上调诱导表达。烟草亚细胞定位表明该基因分布于整个细胞。通过病毒诱导的基因沉默研究发现沉默TaCIPK31后小麦材料TcLr37对叶锈菌毒性小种THTT抗性增强。此外,详细的组织学分析表明,TaCIPK31沉默植株中推迟了病原菌在寄主中的定殖。推测TaCIPK31在小麦抵抗叶锈菌侵染过程中起负调控作用,该结果对揭示CIPK蛋白激酶在小麦-叶锈菌互作体系的作用及分子机理提供参考。 相似文献
9.
NPR1是植物系统获得性(systemic acquired resistance,SAR)抗病反应中的关键基因,对植物的广谱抗性起重要调控作用。以玉米自交系"齐319"为材料,通过PCR方法克隆到一个玉米NPR1基因(命名为Zm NPR1)。序列分析结果显示Zm NPR1包含两个保守结构域POZ/BTB位点和Ankyrin repeat锚蛋白重复位点。蛋白质聚类分析表明Zm NPR1与水稻Os NPR2的同源性最高。亚细胞定位结果显示Zm NPR1定位于洋葱表皮细胞的细胞核中。半定量PCR结果显示,Zm NPR1和玉米防卫基因PAL(编码苯丙氨酸解氨酶)响应水杨酸、玉米矮花叶病毒和玉米小斑病原菌的诱导并显著上调表达;而Zm NPR1和PAL的表达水平受到茉莉酸甲酯的明显抑制。这表明Zm NPR1在玉米中参与到水杨酸介导的抗病反应通路。 相似文献
10.
草地早熟禾及其矮化突变材料锈病病原菌鉴定及抗病机制初探 总被引：1，自引：1，他引：0
锈病是草坪草的重要病害，且病原菌种类多，鉴定困难。本研究以草地早熟禾野生型和矮化突变材料中的感病株系为对象，通过观察锈菌的形态特征，并结合ITS和β-tubulin基因序列分析，其中ITS序列的同源比对分析和β-tubulin基因的分子进化分析结果表明，该菌种与小麦禾柄锈菌的同源关系接近，所以初步认定该菌株属于禾柄锈菌，这是国内对禾柄锈菌引起草地早熟禾锈病的首次报道。同时，我们对病原菌诱导后草地早熟禾PR1L、NPR1L基因的表达变化和PRs蛋白表达进行了研究，发现PR1L、NPR1L基因在病菌诱导12 h时的表达量达到了峰值，且在矮化突变植株(A16)中的相对表达量分别达到了8.8-fold、4.5-fold，均大于在对照植株(WT)中的表达量。另外植物的PRs蛋白在禾柄锈菌侵染植物第8天后的表达量明显高于未侵染的植株。初步对草地早熟禾锈病的防御机制进行了探讨，为今后开展草地早熟禾锈病的预防及抗病育种研究奠定基础。 相似文献