簇毛麦抗白粉病基因Stpk-V及其直系同源基因启动子的克隆和特征分析

【摘要】由专性寄生真菌小麦白粉病菌(Blumeriagraminisf.sp.tritici)引起的小麦白粉病是世界上许多国家小麦生产中危害日趋严重的病害之一,来自于小麦近缘物种簇毛麦的抗白粉病基因Pm21对白粉病抗性强、抗谱广,已经作为我国小麦抗白粉病育种的新一代抗源被广泛利用。本实验室曹爱忠等(2006)通过基因芯片杂交技术筛选到一个白粉菌诱导后上调表达的抗病相关基因Stpk-V,并获得了它的全长cDNA序列。把该基因转入感病小麦可提高其抗病性,推测Stpk-V基因可能是Pmm21位点的重要组成部分。虽然在普通小麦扬麦158中存在Stpk-V的直系同源基因Ta-A-Stpk,Ta-B-Stpk,Ta-D-Stpk,但该品种没有表现出对白粉病抗性的原因仍然未知。为了进一步研究基因Stpk-V和直系同源基因在抗白粉病功能上的差异,本研究开展了对基因的启动子和基因功能分析两个方面的工作：1、将胡佳梦(2010)从普通小麦cDNA中克隆得到的Stpk-V的同源基因Ta-D-Stpk构建超表达载体,利用基因枪转化法将Ta-D-Stpk转到感病小麦扬麦158中,进行功能互补实验,验证Ta-D-Stpk基因是否具有抗白粉病功能；2、根据Stpk-V启动子的序列设计引物,利用同源克隆法克隆Stpk-V及其在普通小麦A、B、D三个基因组中直系同源基因的启动子,将这些启动子分别命名为pStpk-V,pTa-A-Stpk,pTa-B-Stpk和pTa-D-Stpk。将这些启动子分别置于GFP之前,融合载体分别命名为pSGFP-pStpk-V,pSGFP-pTa-A-Stpk,pSGFP-pTa-B-Stpk,pSGFP-pTa-D-Stpk,利用瞬间表达方法检测这些启动子是否具有组成型表达活性。同时,将这些启动子置于GUS之前,融合载体分别命名为pAHC25-pBI220-pstpk-V,pAHC25-pBI220-pTa-A-Stpk,pAHC25-pBI220-pTa-B-Stpk,pAHC25-pBI220-pTa-D-Stpk,利用瞬间表达方法检测这些启动子是否具有白粉菌诱导表达活性,检测是否是启动子的差异造成簇毛麦基因与普通小麦直系同源基因在白粉病抗性上的差异。实验结果表明：1、在转化了pSGFP的阳性对照叶片上,有大量GFP表达细胞,而转化了pSGFP-pStpk-V,pSGFP-pTa-A-Stpk,pSGFP-pTa-B-Stpk和pSGFP-pTa-D-Stpk的叶片上,仅有个别细胞中有GFP基因表达,且信号微弱,所以pStpk-V,pTa-A-Stpk,pTa-B-Stpk和pTa-D-Stpk不具有组成型启动子特征,是非组成型启动子。2、分别转化pAHC25-pBI220-pTa-A-Stpk,pAHC25-pBI220-pTa-B-Stpk和pAHC25-pBI220-pTa-D-Stpk四种表达载体的扬麦158叶片表皮,在未接种白粉菌的叶片上观察不到GUS基因表达的细胞,然而接种白粉菌的叶片上都能够观察到有GUS表达的细胞,并且在转化pAHC25-pStpk-表达载体的叶片中观察到的GUS细胞数目比转化pAHC25-pBI220-pTa-A-Stpk,PAHC25-pBI220-pTa-5-Stpk,pAHC25-pBI220-PTa-D-Stpk表达载体的叶片中观察到的GUS细胞数目多,由此推测簇毛麦Stpk-V基因的启动子pStpk-V和普通小麦扬麦158Stpk基因的启动子pTa-A-Stpk,pTa-B-Stpk和pTa-D-Stpk都能受到白粉菌的诱导表达,并且pStpk-V话性强于pTa-A-Stpk,pTa-B-Stpk和pTa-D-Stpk的活性。3、利用基因枪转化法将Ta-D-Stpk转入扬麦158中,获得了6株稳定的T0代转化植株。对其T1代植株进行白粉病抗性鉴定,结果表明Ta-D-Stpk的超量表达不能提高对白粉病的抗性。
【作者】王悦；
【导师】陈佩度；曹爱忠；
【作者基本信息】南京农业大学，作物遗传育种，2012，硕士
【关键词】簇毛麦；白粉病；启动子；转基因；

【参考文献】
[1]姜凯勇.河北隆尧地裂缝成因机理分析[D].长安大学,地质工程,2013,硕士.
[2]董婷.普通高中艺术生班级管理的现状与对策[D].淮北师范大学,教育管理,2014,硕士.
[3]彭金民.小型足球机器人底层运动控制子系统设计与研究[D].西南交通大学,微电子学与固体电子学,2014,硕士.
[4]张寸暖.配合煤增配添加剂对焦炭质量影响的研究[D].河北科技大学,化学工程,2014,硕士.
[5]肖哲.沈飞物流装备公司供应商选择与评价研究[D].吉林大学,工业工程,2012,硕士.
[6]张珂.金属—碳化硅陶瓷基复合材料性能研究[D].大连理工大学,材料学,2004,硕士.
[7]朱春权.外源氮施加对红树林湿地土壤一氧化氮释放的影响[D].厦门大学,植物学,2014,硕士.
[8]刘慧慧.局部晚期非小细胞肺癌综合治疗的回顾性分析[D].山东大学,临床医学（专业学位）,2013,硕士.
[9]郝爱丽.支持向量机分类模型下的肿瘤基因辨识研究[D].吉林大学,软件工程,2013,硕士.
[10]赵巧妮.智能数控功放的设计与制作[D].西南交通大学,电子与信息工程,2013,硕士.
[11]孙克义.液压挖掘机工作装置的动力学分析与仿真[D].兰州理工大学,机械制造及其自动化,2014,硕士.
[12]贺新年.陕西省农业财政投入与农民收入关系实证研究[D].西北农林科技大学,农村与区域发展,2012,硕士.
[13]马强.家蚕微孢子虫（Nosema bombycis）功能基因组研究[D].西南大学,微生物学,2013,硕士.
[14]张鹏飞.基于分散搜索算法的受QoS约束多播路由问题的研究[D].哈尔滨理工大学,计算机应用技术,2012,硕士.
[15]池文汇.吐槽语及其链接结构研究[D].华东师范大学,汉语言文字学,2013,硕士.
[16]伍鑫.城市低保边缘人群的社会救助问题研究[D].湖南师范大学,社会保障,2013,硕士.
[17]耿宇瀚.新生代农民工与城市居民之间的社会交往研究[D].华中农业大学,社会学,2014,硕士.
[18]李丙春,耿国华,孙蕾.基于PSVM的乳腺X照片分类器设计[J].计算机应用,2004,07:43-44.
[19]张倩.北京市外来就医与外来购药情况及对卫生总费用的影响[D].北京中医药大学,社会医学与卫生事业管理,2013,硕士.
[20]宋京芸.长沙市幼儿教师音乐素养期待的调查研究[D].湖南师范大学,学前教育（专业学位）,2013,硕士.
[21]王靖宇.蜡样芽孢杆菌核黄素操纵子的克隆与在枯草芽孢杆菌中的表达[D].天津大学,生物化工,2004,硕士.
[22]朱凯.基于WebServices的电力信息辅助应用研究[D].华北电力大学（北京）,2005.
[23]王海洋,杜国祯,任金吉.种群密度与施肥对垂穗披碱草刈割后补偿作用的影响[J].植物生态学报,2003,04:477-483.
[24]陈斌.基于顾客满意的高档商务饭店服务环境研究[D].浙江大学,2006.
[25]赵鹏.胜利褐煤含氧官能团赋存形态及其在液化预反应中脱除的研究[D].煤炭科学研究总院,化学工艺,2003,硕士.
[26]李劭雄.现象学与建筑学交织的博览建筑场所体验研究[D].湖南大学,建筑学,2012,硕士.
[27]李艳玲.基于Wiki的协作式写作教学对提高非英语专业学生写作水平的影响研究[D].西北师范大学,课程与教学论,2013,硕士.
[28]朱振威.瘦素基因真核表达载体的构建及在人胎盘源间充质干细胞中的转染与表达[D].吉林大学,口腔临床医学,2013,硕士.
[29]周兆岩.油水界面在线检测系统的研究[D].东北大学,检测技术与自动化装置,2011,硕士.
[30]张贵军,周晓根.基于抽象凸下界估计的群体全局优化算法[J].控制与决策,2015,06:1116-1120.
[31]张震.心理训练用于轮椅篮球运动员运动性心理疲劳的实验研究[D].西安体育学院,体育,2013,硕士.
[32]岳芹.完备Brouwer格上∧-→型矩阵方程的若干研究[D].福州大学,基础数学,2004,硕士.
[33]何卿.基于虚拟仪器的气力输送试验装置测控系统研究[D].河北农业大学,农业机械化工程,2004,硕士.
[34]冯可清.急性心肌梗死急诊行PCI术中再灌注心律失常的临床观察及研究[D].吉林大学,临床医学,2013,硕士.
[35]易正俊.多源信息智能融合算法[D].重庆大学,2002.
[36]安凤.初中语文课堂口语教学研究[D].华东师范大学,课程与教学论,2013,硕士.
[37]贺利霞.生态美学视角下的陶渊明田园诗研究[D].中南民族大学,文艺学,2013,硕士.
[38]崔丽娟.自我调节学习、学业情绪对学习障碍学生的影响及个案研究[D].郑州大学,基础心理学,2013,硕士.
[39]罗艺.三峡—葛洲坝梯级水电站模型自动测控系统[D].华中科技大学,检测技术与自动化装置,2012,硕士.
[40]王钰青.企业绿色分销物流评价研究[D].重庆交通大学,系统工程,2011,硕士.
[41]张思诗.基于MODIS数据的三峡库区植被变化研究[D].湖北大学,地图学与地理信息系统,2012,硕士.
[42]WUSU.商务信函的人际意义：对促销信和索赔信的对比研究[D].西安外国语大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[43]韩静静.硝酸盐胁迫对玉米幼苗氮同化影响的研究[D].内蒙古农业大学,植物学,2013,硕士.
[44]李茂林.金属氧化物/石墨烯（碳纳米管）基复合材料的可控制备及其电化学储能性质的研究[D].西北大学,2014.
[45]张建锋,陈智君,姚建华.喷涂距离对冷喷涂Al涂层性能的影响[J].金属热处理,2014,06:88-90.
[46]房维维.浙江省大学生领导力培养现状调查及对策研究[D].浙江理工大学,思想政治教育,2013,硕士.
[47]戴玉英.新课标背景下我省中学体育课田径教学改革的研究[D].福建师范大学,体育教育训练学,2004,硕士.
[48]剪柳萌.4-羟异亮氨酸（4-HIL）对HepG2细胞胰岛素抵抗的影响及相关分子制[D].华中科技大学,内分泌与代谢病,2013,硕士.
[49]陈依彤.1986年以来香港警匪片类型演变研究[D].西南大学,传播学,2014,硕士.
[50]于祥茹.载辛伐他汀PLGA/CPC支架材料复合BMSCs修复颅骨缺损的实验研究[D].吉林大学,口腔临床医学,2014,硕士.