禾谷類孢囊線蟲效應蛋白鑒定及攜帶不同Cre基因的小麥抗性機制分析.pdf

1、小麥（Triticum aestivum L.）是世界上最重要的糧食作物之一，為全球45億人口提供了21％的谷物能量來源。目前，全球公認的對小麥生產最具有經濟危害性的植物線蟲為禾谷類作物孢囊線蟲。在我國，禾谷孢囊線蟲H.avenae和菲利普孢囊線蟲H.filipjevi是發(fā)生分布最為嚴重的小麥孢囊線蟲。已有16個省市區(qū)報道發(fā)現(xiàn)了H.avenae和H.filipjevi。影響小麥種植面積達400萬公頃，每年造成的經濟損失達190億人民幣，

2、對我國小麥的增產、穩(wěn)產有十分嚴重的威脅。
　　作物孢囊線蟲口針分泌的蛋白類物質可以軟化、降解植物細胞壁組織、在植物線蟲取食位點建立和寄主互作的過程中發(fā)揮著重要的作用。國內外對小麥孢囊線蟲與小麥互作的分子機制和效應蛋白的功能研究剛剛起步。本研究通過高通量測序技術分別測定了禾谷孢囊線蟲H.avenae和菲利普孢囊線蟲H.filipjevi生活史五個齡期的轉錄組。在禾谷孢囊線蟲H.avenae中獲得了82，549個unigenes，74

3、7個為碳水化合物活性酶(CAZymes)編碼基因;1，634個與已報到的植物寄生線蟲效應蛋白具有同源性，預測獲得效應蛋白63個。在菲利普孢囊線蟲H.filipjevi中獲得了106，755個unigenes，885個為CAZymes編碼基因;1，706個與已報到的植物寄生線蟲效應蛋白具有同源性，預測獲得新效應蛋白87個。根據(jù)比對篩選，分別在H.avenae和H.filipjevi中發(fā)現(xiàn)了115和107個具有RNAi表型致死的基因。在H.

4、avenae和H.filipjevi的預測效應蛋白中分別隨機選取了23和24個unigenes進行qRT-PCR分析。結果表明，所有基因均至少可以在H.avenae和H.filipjevi其中一個齡期表達。同時選取24個預測效應蛋白進行原位雜交檢測，結果顯示有21個效應蛋白在J2s食道腺（亞腹食道腺或背食道腺）細胞內特異表達。3個具有RNAi表型致死的基因和2個預測效應蛋白經體外RNAi干擾沉默后，可以顯著的抑制白雌蟲的形成。
　

5、　2012-2014年度，從CIMMYT提供的51分攜帶Cre抗性基因(Cre1，Cre2，Cre3，Cre5，Cre7，Cre8，CreR和Pt)的小麥品系中，利用H.avenaeHa91致病型群體，共鑒定獲得了1個免疫品種，5個抗病品種。攜帶Cre3基因的小麥對H.avenae Ha91致病型群體的孢囊繁殖力抑制作用最強。攜帶Cre1，Cre2，Cre7，Cre8和CreR基因的小麥對H.avenaeHa91致病型群體表現(xiàn)為高感病性

6、。在Pluronic F-127凝膠中感病品種根尖誘集能力顯著的強于免疫品種和抗病品種。感病品種與免疫和抗性品種相比，更易被二齡幼蟲侵染。免疫寄主根內侵染的二齡幼蟲不能完成生活史。在免疫和抗病品種內侵染的幼蟲均有延遲發(fā)育的現(xiàn)象。同樣地，在感病寄主根內，合胞體隨著幼蟲的發(fā)育而逐步增大，合胞體代謝活躍，細胞質環(huán)流加速，核仁增大。在抗性寄主根內形成合胞體的時間會晚于感病品種，在幼蟲發(fā)育的后期會受到抑制，從而發(fā)生代謝緩慢和降解。免疫品種根內誘導