甜菜抗線蟲基因Hs1--2鑒定及禾谷孢囊線蟲RNAi致死基因功能分析.pdf

1、甜菜(Beta vulgaris L.)是重要糖料作物，世界范圍內約四分之一糖料來源于甜菜。甜菜孢囊線蟲(BCN，Heterodera Schachtii Schmidt)是甜菜生產上的重要病害，造成的產量損失達25-50％?？剐杂N是甜菜孢囊線蟲防控的主要方式。最有效的甜菜抗病資源為野生甜菜Patellifoliaprocumbens，甜菜抗病易位系TR363和TR520帶有來自其1號染色體的易位片段也具有甜菜孢囊線蟲抗病性。但是只有

2、TR520帶有之前克隆的抗病基因Hs1prol，并且Hs1prol只有部分抗病性，因此在兩個易位系的共有區(qū)域內一定存在第二個抗病基因，命名為Hs1-2。
　　通過γ-射線照射TR520，將易位片段打斷，從中篩選獲得兩個感病易位系TR320及TR659。Hs1-2位點應位于兩個抗病易位系TR363和TR520易位片段的共有區(qū)域，而不存在于感病易位系TR320及TR659攜帶的易位片段上。
　　本研究的主要目的是通過第二代測序技

3、術對TR520、TR363及TR659進行全基因組測序，從而找到Hs1-2位點。共獲得了1，822，146，316讀長序列，經過扣除法的生物信息分析，去掉屬于感病品種的序列，最終將Hs1-2位點定位到375kbp范圍內。來自TR520的RNA-seq數據映射到這一區(qū)域，從中篩選了10個基因進行下一步分析。
　　以TR520植株在線蟲侵染后3、7、15及25天的根組織為材料，應用RT-qPCR檢測篩選的10個基因的表達量變化，結果表

4、明ORF901、ORF903、ORF906及ORF910的表達量在線蟲侵染后7dpi及15dpi顯著下降。ORF902含有2個鈣離子結合結構域，與鈣調磷酸酶B類基因(CBL)高度同源，在線蟲侵染后7dpi上升表達。ORF904與MAP3K蛋白激酶基因具有較高相似度，并且在線蟲侵染后3dpi上升表達，因此，ORF902及ORF904篩選為Hs1-2位點的抗病候選基因，可能參與線蟲抗病性的早期反應。ORF905類似于亮氨酸拉鏈轉錄因子(bZ

5、IP)，bZIP類轉錄因子在水楊酸信號傳導中發(fā)揮作用，能夠增加作物的抗逆性，并且ORF905在線蟲侵染后的3dpi、7dpi及15dpi均上升表達。ORF908類似于一個F-box蛋白，在線蟲侵染后的3dpi、7dpi、15dpi及25dpi均上升表達。因此ORF905及ORF908也篩選為Hs1-2位點的抗病候選基因。通過甜菜發(fā)根體系，應用RNAi方法對ORF902及ORF904的功能進行了分析，結果當靶標基因沉默后，植物的抗病表型并