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条锈菌诱导的小麦转录因子TaWRKY基因的克隆及表达分析

作　者: 苟璐璐
导　师: 陈华萍；陈国跃
学　校: 四川农业大学
专　业: 生物化学与分子生物学
关键词: 长穗偃麦草附加系 条锈病 WKRY转录因子 荧光定量PCR
分类号: S512.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


小麦是世界上最重要的粮食作物之一,是我国第二大粮食作物。小麦条锈病是世界上对小麦生产危害最大的病害之一,在大流行年份可以造成小麦的减产甚至绝收。目前,对于小麦条锈病的防治主要以栽种抗病品种为主,药剂、栽培防治为辅,而培育和推广抗条锈品种是最安全有效的方法。获得优良抗病品种的一个重要的基础是相关抗病基因的发掘和利用。在植物与病原菌的防卫反应中,涉及到一系列的信号传导,在此过程中转录因子发挥着重要作用,从而参与植物的抗病反应。WRKY转录因子是近年来在植物中发现的一类锌指型转录因子家族。WRKY转录因子通过与抗病相关基因启动子区的W-box结合,从而调控下游基因的表达,开启植物防卫反应系统。目前,已在拟南芥、烟草等植物中发现与植物防卫相关的WRKY转录因子,在小麦中也有WRKY转录因子TaWRKY34基因的克隆及抗白粉病的报道,但是,目前还没有WRKY转录因子参与小麦抗条锈病方面的报道。1.本研究以中国春、中国春-长穗偃麦草3E附加系为实验材料,提取RNA,引用已报道的大麦WRKY转录因子HvWRKY9基因序列引物,通过RT-PCR扩增获得长度为813bp的基因片段TaWRKY,可编码270个氨基酸残基,其中包括WRKY的保守结构域WRKYGQK。该片段与大麦HvWRKY9基因的相似度达93%,但在小麦中尚未有该序列的报道。通过对与TaWRKY相似序列的分析以及比较,可以推测TaWRKY为WRKY家族第Ⅱ组成员。2.试验材料经条锈病菌诱导后,通过荧光定量PCR技术分析可知,在中国春与中国春一长穗偃麦草3E附加系中,TaWRKY基因的表达量随诱导时间增加均上升,为上调表达。在中国春中,TaWRKY表达量在24h时达到最大值,约为初始水平的6倍；在中国春-长穗偃麦草3E附加系中,TaWRKY表达量在36小时到达一个小的峰值,约为初始水平的10倍,到了96小时的时候,表达量急剧增长,表达量激增到初始水平的40倍。说明TaWRKY可能参与到小麦对条锈病的防御反应。3.在两种材料与条锈病互作试验中,中国春-长穗偃麦草3E附加系中的TaWRKY表达量与中国春中TaWRKY表达量相比,有了显著增加,在12h,24h,36h,72 h, 96h时,中国春-长穗偃麦草中TaWRKY表达量分别约为中国春中TaWRKY表达量的2,1.5,10,3,40倍,说明在中国春背景下,长穗偃麦草3E染色体的加入增强了转录水平上小麦对条锈菌的抗性。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
1 文献综述  10-32
  1.1 小麦条锈病的危害及研究现状  10-15
    1.1.1 国内外发展历史及分布  10-11
    1.1.2 小麦条锈病的病原菌及侵染过程  11-12
    1.1.3 小麦条锈病致病机理  12-13
    1.1.4 小麦条锈病的流行规律  13-14
    1.1.5 小麦条锈病的防治  14-15
  1.2 植物的防卫反应  15-16
  1.3 转录因子的结构与功能  16-18
    1.3.1 转录因子的结构  16-17
    1.3.2 转录因子的功能  17-18
  1.4 WRKY转录因子  18-25
    1.4.1 转录因子WRKY结构  19-20
    1.4.2 转录因子WRKY的起源  20-21
    1.4.3 W盒(W-box)  21-22
    1.4.4 转录因子WRKY的生物学功能  22-25
  1.5 实时荧光定量PCR(RQ-PCR)  25-30
    1.5.1 实时荧光定量PCR的发展  25
    1.5.2 实时荧光定量PCR原理  25
    1.5.3 荧光阈值(threshold)与循环阈值(Ct值)  25-26
    1.5.4 荧光化学方法  26-28
    1.5.5 荧光定量PCR的应用  28-30
  1.6 研究的目的与意义  30-32
2 小麦转录因子TAWRKY基因的克隆及表达特征  32-40
  2.1 材料、试剂及仪器  32-33
    2.1.1 材料  32
    2.1.2 试剂  32-33
    2.1.3 仪器  33
  2.2 实验方法  33-40
    2.2.1 中国春-长穗偃麦草3E附加系、中国春RNA的提取  33-34
    2.2.2 cDNA第一链的合成  34
    2.2.3 TaWRKY基因的克隆  34-38
    2.2.4 实时荧光定量PCR分析  38-40
3 结果与讨论  40-49
  3.1 小麦转录因子TAWRKY的序列分析  40-45
    3.1.1 测序结果  40-41
    3.1.2 序列相似性分析  41-43
    3.1.3 序列同源性分析  43-44
    3.1.4 氨基酸序列分析  44-45
  3.2 实时荧光定量PCR分析  45-47
  3.3 讨论  47-49
4 结论  49-50
参考文献  50-60
攻读硕士学位期间发表的学术论文  60-61
致谢  61

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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 禾谷类作物 > 麦 > 小麦
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