番茄NBS-LRR抗病基因分析及黃化曲葉病毒Ty-2抗性候選基因鑒定、表達(dá)分析.pdf

1、番茄（Solanum Lycopersicum Mill.），屬茄科番茄屬，是世界繼馬鈴薯之后的第二大蔬菜作物，但番茄的生產(chǎn)通常受到病原菌的嚴(yán)重制約。NBS-LRR(Nucleotide BindingSite-Leucine Rich Repeat)是植物基因組中最大的基因家族之一。番茄黃化曲葉病毒病(Tomato Yellow Leaf Curl Virus Disease，TYLCVD)為目前危害世界番茄生產(chǎn)的主要病害，其中Ty-

2、2抗病基因?qū)喼薜貐^(qū)TYLCVD具有顯著的抗性，是重要的抗病基因之一，該基因位于分子標(biāo)記C2 At2g28250(82.3 cM)與T0302(89.0 cM)之間。為全面分析番茄NBS-LRR抗病基因家族，本研究主要基于番茄測(cè)序基因組信息，利用生物信息學(xué)方法對(duì)番茄NBS-LRR抗病基因家族成員數(shù)目進(jìn)行鑒定，并對(duì)其染色體定位和系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系進(jìn)行了分析。隨后，將番茄和馬鈴薯NBS-LRR抗病基因進(jìn)行了比較基因組學(xué)分析。為縮小Ty-2基因的鑒

3、定范圍，并為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)分子標(biāo)記進(jìn)行精細(xì)定位以及解析其功能奠定基礎(chǔ)，我們借助番茄全基因組信息，運(yùn)用生物信息學(xué)方法，對(duì)Ty-2抗病基因所在區(qū)段內(nèi)的候選基因進(jìn)行了鑒定與分析，并通過(guò)多種表達(dá)方式(EST、cDNA、基因芯片和RNA-Seq)揭示了這些候選基因不僅涉及番茄的生長(zhǎng)發(fā)育，而且還參與了番茄對(duì)多種病原菌的脅迫反應(yīng)。研究結(jié)果如下:
　　1、番茄NBS-LRR抗病基因家族全基因組分析
　　番茄基因組共包括252個(gè)NBS-LRR抗病

4、基因，分布于番茄12條染色體上;63.5％的基因成簇存在，大部分為串聯(lián)重復(fù);系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系分析表明番茄CC-NBS-LRR(CNL)亞家族較其他亞家族擴(kuò)展程度大;同線(xiàn)性分析發(fā)現(xiàn)，番茄中共79個(gè)NBS-LRR抗病基因與馬鈴薯基因具有同源關(guān)系。結(jié)果將為番茄NBS-LRR抗病基因家族的深入研究提供依據(jù)，同時(shí)也為利用番茄NBS-LRR基因進(jìn)行基因定位以及相關(guān)抗病基因克隆等奠定基礎(chǔ)。
　　2、番茄黃化曲葉病毒抗性基因Ty-2候選基因鑒定、表達(dá)

5、分析
　　番茄Ty-2抗病基因所在的兩個(gè)分子標(biāo)記C2_At2g28250和T0302之間的物理區(qū)間內(nèi)共編碼69個(gè)基因，其中22個(gè)為抗病相關(guān)基因，包括NBS-LRR抗病基因、蛋白酶類(lèi)基因（蛋白激酶、激酶受體、蛋白異構(gòu)酶等）、細(xì)胞色素和轉(zhuǎn)錄因子等。EST表達(dá)分析揭示77.3％(17/22)的抗病候選基因具有表達(dá)特性，共編碼143個(gè)EST;基于全長(zhǎng)cDNA分析，發(fā)現(xiàn)7個(gè)候選基因具有表達(dá)特性，其中4個(gè)候選基因參與了植物對(duì)病原菌的脅迫反應(yīng);