抗全蚀转SN1及PvPGIP2基因小麦的功能鉴定

【摘要】全蚀病是对小麦具有毁灭性影响的病害之一,严重影响着小麦产量及品质。推广和选育抗全蚀病小麦品种是控制该病害最安全、经济和有效的措施。然而,由于具全蚀病抗性的小麦品种十分匮乏,因此,通过分离克隆手段获得抗小麦全蚀病相关基因,并对其功能进行研究,为抗全蚀病小麦育种提供新的转基因材料和理论支撑具有重要意义。在前人的研究基础之上,作者通过查阅相关资料,了解到抗菌肽AMPs及PGIP基因对真菌具有广谱抗性,且转PvPGIP2基因小麦已经被验证可提高转基因小麦的纹枯病及根腐病的抗性。分别将这两个基因转入不具有小麦全蚀病抗性的小麦品种扬麦18中,并进行体外抑菌实验及对获得的转基因材料进行抗性鉴定分析,发现转SNl及PvPGIP2基因小麦对全蚀病的抗性明显提高。主要结果如下：(1)通过体外抑菌实验,明确了SNl编码产生的蛋白对全蚀菌Gaeumannomycesgraminisvar.tritici(Ggt)的菌丝生长与对照相比具有明显的抑制作用。(2)通过进行对SNl及PvPGIP2基因过量表达的转基因小麦的分子检测与全蚀病抗性鉴定,正向验证了SNl及PvPGIP2基因对全蚀病菌Ggt的防御功能。通过构建SNl及PvPGIP2基因高效表达载体pA25-SN1及pA25-PVPGIP2,利用基因枪介导法轰击小麦幼胚将其分别转入推广小麦品种扬麦18中。对T0-T4代进行PCR检测,结果表明,获得了具有稳定遗传性的转SN1及PYPGIP2基因小麦株系。使用Southernblot及Westernblot进一步验证了转入的外源SNl基因成功整合进了转基因株系基因组中的不同位点,并可以进行蛋白质编码功能表达。对转基因小麦阳性植株进行全蚀菌的接种并进行目标基因SNl及PvPGIP2的定量RT-PCR及荧光定量Q-RT-PCR分析,结果表明,SNl及PvPGIP2基因能够在转基因小麦植株中过量表达。(3)通过对转SNl及PvPGIP2基因小麦与未转基因扬麦18进行全蚀菌的接种与抗病性鉴定,与未转基因扬麦18相比,SNl及PvPGIP2基因过量表达的转基因小麦植株中全蚀菌的侵入量显著降低,转基因小麦植株的全蚀菌抗性提高且与未转基因扬麦18差异性显著。实验过程中分别验证了具有高全蚀病抗性的转SNl及PvPGIP2基因小麦5份及6份,这些材料可应用于今后抗全蚀病小麦育种。
【作者】荣玮；
【导师】王爱云；张增艳；
【作者基本信息】中南林业科技大学，分子遗传学，2014，硕士
【关键词】小麦；转基因技术；全蚀病；SN1；PvPGIP2；

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