麥類作物抗銹病相關蛋白互作網(wǎng)絡的研究.pdf

1、麥類作物銹病（條銹病、葉銹病和稈銹病）是一種營專性寄生的真菌病害，對世界范圍內(nèi)麥類作物的產(chǎn)量和品質都產(chǎn)生重大危害。到目前為止，有關銹病抗性相關基因作用機理的研究很多，但人們對于具體的抗銹病防衛(wèi)機理還不清楚。就麥類作物而言，抗銹病互作網(wǎng)絡依賴已經(jīng)克隆的主效抗銹病基因(Lr1、Lr10、Lr21、Rpg1、Rpg5、Sr33、Sr35、Yr18/Lr34和Yr36)，另外依靠植物自身的一些激素信號通路（茉莉酸和水楊酸）以及分子伴侶復合體（H

2、SP90/SGT1/RAR1）。對于以上抗病相關基因的互作網(wǎng)絡的研究具有重要理論和實踐意義。本研究的主要結果如下:
　　1.根據(jù)已知的抗銹病基因序列從相應材料中克隆到8個主效抗銹病基因，從大麥品種Tamalpais(Hordeum vulgare L.cv.Tamalpais)中克隆了茉莉酸信號通路中的重要基因COI1、水楊酸信號通路中的關鍵基因NPR1以及分子伴侶復合體組分HSP90s、SGT1和RAR1，并構建了以上基因的pG

3、ADT7(AD)載體和pGBKT7(BD)載體。
　　2.構建了不同材料的特異cDNA文庫5個:材料包括條銹菌小種CYR32(Pucciniastriiformis f.sp.tritici)的夏孢子、大麥Tamalpais的健康葉片、大麥Morex感發(fā)條銹病的葉片、小麥輝縣紅(Triticum aesitium L.cv.Huixianhong)感發(fā)條銹病的葉片和山羊草AL8/78(Aegilops tauschii acces

4、sion AL8/78)感發(fā)條銹病的葉片。
　　3.利用13個麥類銹病抗性相關蛋白篩選酵母cDNA文庫，分離陽性克隆并獲得互作蛋白的基因序列;在獲得全長候選互作蛋白的基礎上構建其對應的AD載體及BD載體，然后再利用空載體及誘餌蛋白驗證候選互作蛋白的自我激發(fā)及互作情況。本研究共獲得48個互作蛋白，其中5個已被他人報道;42個來自植物寄主，6個屬于銹菌蛋白。鑒定得到的互作蛋白多與植物或銹菌糖代謝、氨基酸代謝、葉綠素降解、細胞內(nèi)第二信使

5、和抗逆抗衰老等過程相關。本研究為揭示麥類作物的抗銹病互作網(wǎng)絡和抗銹病機理奠定了基礎。
　　4.探索了麥類抗銹病相關蛋白之間的互作模式:利用酵母雙雜交技術，發(fā)現(xiàn)本研究克隆的主效抗銹病基因與分子伴侶復合體不互作，但大麥分子伴侶復合體組分之間互作，類似擬南芥及水稻上的互作模式。
　　5.對于篩選得到的Yr36的互作蛋白(VAMP1)，利用酵母雙雜技術開展了第二輪篩選，獲得了其他VAMP蛋白;現(xiàn)已構建了相關基因的過量表達載體、沉默表