普通小麥幾丁質酶基因的克隆與表達分析
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【摘要】:幾丁質酶是植物重要的防衛(wèi)因子之一,與植物抗病性密切相關。為深入了解幾丁質酶基因表達及功能,先利用引物ChiF/ChiR從10份具有不同抗病性的小麥中克隆出幾丁質酶基因后對其進行序列分析及原核表達分析,再利用熒光定量PCR(qRT-PCR)技術分析小麥根、莖和葉不同組織中幾丁質酶基因的表達情況,并選取在小麥根、莖和葉中表達量最高的幾丁質酶基因進行真菌性病害的抗性反應試驗。結果表明,從10份具有不同抗病性的小麥中克隆得到5條長度約960bp的幾丁質酶基因序列,其中1條序列與已公布的Chi-3基因序列(序列登錄號為KJ507387)一致,其余序列命名為Cht1~Cht4(GenBank登錄號為KR049247~KR049250)。序列分析表明,克隆所得序列無內含子,編碼的幾丁質酶屬于ClassⅠb類型,也屬于糖苷水解酶第19家族,是胞外分泌蛋白且兼具溶菌酶活性。SDS-PAGE分析表明,重組質粒pE-Chi能在BL21(DE3)中表達一個33kDa左右的特異蛋白。qRT-PCR分析表明,這5種幾丁質酶基因在小麥根、莖和葉中均有表達,但在不同器官中表達量差異較大,其中,葉中表達量最高,根中次之,莖中最低;同時,這5種幾丁質酶基因在同一器官中表達量大小具體表現為Cht4Cht2Cht3Cht1Chi-3。選取相對表達量最高的Cht4基因驗證其對真菌性病害的抗性反應,結果表明,在條銹菌脅迫下,Cht4基因在抗病材料92R137中的表達量顯著高于感病材料銘賢169,并且均高于同等條件下接ddH2O的表達量。本研究擴增到的幾丁質酶基因在小麥中組成型表達,說明其參與了小麥的正常生長發(fā)育過程;Cht4基因的表達受條銹菌誘導,推測其可能參與了小麥葉部抗條銹菌的防御反應。
【作者單位】: 西北農林科技大學農學院;陜西省小麥新品種培育工程研究中心;
【關鍵詞】: 小麥 幾丁質酶 原核表達 組織表達 功能分析
【基金】:“十二五”農村領域國家科技計劃項目(2011AA100501) 國家現代農業(yè)產業(yè)技術體系建設專項(CARS-3-2-47)
【分類號】:S512.1
【正文快照】: 由真菌引起的小麥病害嚴重影響小麥的產量和品質。而幾丁質酶(EC 3.2.1.14)能夠水解菌絲生長初期細胞壁中的幾丁質,對真菌具有廣譜抗性[1-3]。目前,已在水稻、小麥、大麥和棉花等100多種植物中檢測到幾丁質酶活性[4]。正常情況下,植物體內幾丁質酶的含量很低,甚至不表達,但當
【共引文獻】
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