花生抗病基因类似物(RGA)研究进展和RGA类标记的应用.pdfVIP

花生抗病基因类似物(RGA)研究进展 及RGA类标记的应用+ 熊发前¨+唐荣华2潘玲华3 冯斗3 庄伟建1 (1．福建农林大学生命科学学院，福州金山350002； 2．广西农科院经济作物所，广西南宁530007； 3．广西大学农学院．广西南宁 530007) 摘要：RGA的克隆及RGA类标记的产生是抗病基因克隆和分子标记技术发展的必 然结果，在分子生物学研究相对滞后的花生等作物中，RGA片段、尺基因的克隆以及以 RGA为基础的新型分子标记(RGA类标记)的研究应用必将成为一个新的研究方向。 关键词：花生；抗病基因；分子标记 花生(Arachis L．)是世界范围内广泛栽培的油料和经济作物，而我国是 hypogaea 世界上最大的花生生产、消费和出口国。目前全国种植面积已达到500．0万hm2左右， 仅次于印度，占世界花生种植总面积的19．32％；总产为1463．85万t，居世界首位， 占世界花生总产的40．12％¨。。虽然我国的花生种植面积和总产量逐年增加，但也面临 着诸如黄曲霉毒素污染和青枯病、叶斑病、锈病等病害问题，严重影响着我国花生产业 的可持续发展。通过化学药剂防治植物病害，会带来病原物抗性和环保问题，其应用受 到越来越多的限制。筛选和培育抗病品种是最有效、经济和安全的控制病害传播的方 法旧J，但传统抗病育种周期长、效率低。利用分子标记、转基因等现代生物技术有望 大大提高作物品种改良的效率，缩短育种周期。对抗病基因的结构与功能进行研究有助 于抗病品种的选育，尺基因、RGA的克隆及RGA类标记在花生上的研究落后于其他作 物，在花生上深人开展相关研究是极为必要的。 1 R基因的克隆、结构和功能概述 已克隆出的尺基因除了Hml¨1基因等不符合植物病理学家Flor1971年“基因对基 因假说”【41外大多数都符合。当病原菌与寄主互作时，两者表现非亲和，寄主表现多种 防卫反应，先是释放活性氧，相继激活防卫基因表达，最后发生过敏反应(HR)和系 统获得性抗性(SAR)。植物抗病基因(R基因)与病原识别、信号转导进而激活防御 反应密切相关，序列结构具有高度相似性，绝大多数克隆的尺基因属NBS．LRR类、eL— RR类和LRR—STK类超家族，基因组研究认为这些超家族在植物上是普遍存在的‘5o。 1．1 R基因的克隆 基因克隆可以由正向遗传学和反向遗传学两个途径进行，因此目前克隆R基因的 +基金项目：国家自然科学基金项目 ++作者简介：熊发前(1983～ )，男，安徽芜湖人，在读硕士，主要从事花生种间杂交及生物 技术研究。 263 鹧加强花生科技创新推进油料科技产业发展 方法主要是依靠遗传表型分析(正向遗传学)的转座子标签法和以遗传图谱为基础 (反向遗传学)的图位克隆法，其中以图位克隆技术克隆的基因占多数。以转座子标签 法克隆的第一个抗病基因是玉米的Hml基因，还有番茄抗叶霉病基因妒9怕1、cf- ECP[7]，烟草抗烟草花叶病毒基因Ⅳ[8]，亚麻抗叶锈基因历∽1和M【to]。以图位克隆技 术克隆的基因有番茄的抗叶斑病基因Pro¨1。、抗叶霉病基因驴2¨引，甜菜抗线虫基冈 ttsl pro-I[J3]，大麦抗白粉病基因M／o[14]，水稻的抗白叶枯病基因Xal【is]、Xa21016]，水稻 座子标签法是利用转座子或T—DNA插人造成基因失活而产生一些突变体，然后以相应 的插入序列为探针从突变体文库中筛选带有插人序列的克隆，利用此克隆为探针从野生 型基因文库获得目的基因。图位克隆法是利用分子标记将目的基因精确定位在染色体的 特定位置后，然后用与目的基因两侧紧密连锁的分子标记筛选含有大插人片段的基因组 文库，构建起目的基因区域的物理图谱，再利用物理图谱通过染色体步移技术逐渐逼近 目的基因，最终找到包含目的基因的克隆，最后通过遗传转化或功能互补实验证实目的 基因的功能。这两种方法对于基因组小，具有高分辨率的遗传图谱和物理图谱的植物来 说是可行的，但由于一些植物很难获得转座子突变体，有些植物基因组较大且重复序列 较多，应用这两种方法克隆