抗白粉病的分子机制.doc

附件2 论文中英文摘要格式 作者姓名：徐 强 论文题目：刺梨（Rosa roxburghii Tratt）抗白粉病的分子机制的研究 作者简介：徐强，男，1981年01月出生，2002年09月师从于华中农业大学邓秀新教授，于2007年06月获博士学位。 中 文 摘 要 刺梨（Rosroxburghii Tratt）属蔷薇科蔷薇属植物其果实肉脆、甜酸、具浓郁的特殊香味，被誉为水果中的“Vc之王”其防癌、抑癌和抗衰老等保健作用在国内外引起很大关注。但在人工栽培过程中，白粉病发生较为普遍，害幼叶、花蕾和幼果，在温暖湿润的地方或季节害更为严重。，本研究选用抗、感白粉病为材料，从、细胞学、学等角度，开展刺梨抗白粉病机制。主要结果如下： 1研究了刺梨白粉病年发生规律和白粉菌形态结构，包括分生孢子梗的荧光观察；分生孢子的长、宽；菌丝的直径与隔膜；子囊孢子的长、宽；子囊果的大小等。刺梨在受到白粉菌侵袭时，在菌丝周围发现H2O2的迅速累积，在被侵袭部位观察到胼胝质的积累。刺梨的几丁质酶和葡聚糖酶的表达水平在白粉菌接种前后差异显著。2．克隆了抗病基因类似物（Resistance Gene AnalogRGA）96个其中34个RGA来源于抗病亲本，30个来源于感病亲本，32个来源于它们的F1后代。比较发现抗病亲本和感病亲本序列之间的核苷酸同源性平均值是54％，稍高于抗病亲本的34个序列内部的同源性52％。系统进化分析可以把这96个基因明显分为两大类：一类与nonTIR类型R基因同源性较高且含有该类型R基因的特异结构域，而另一类则含有TIR类型R基因的特异结构域。遗传作图把这96个基因定位到3个连锁群：最大的含有23个标记，命名为CR1，基因主要来源于抗病亲本和F1代；第二个连锁群CR2含有12个标记，全部来源于感病亲本；第三个连锁群CR3有6个标记。把这三个连锁群中的RGA基因的位置和进化树的位置比较分析发现，在一个进化枝上的RGA基因在遗传图往往也紧密“捆绑”在一起，这是由于基因的串联重复（andem duplication）之后序列分化造成的；另一种情况是来自明显不同进化枝的RGA基因在作图时定位在一块；形成杂合性基因簇eterogeneous cluster），可能起源于RGA基因簇区域之间的异位重组（cotopic recombination）。从亲本到F1代，还观察到了RGA基因片段缺失的现象，与RGA基因的减数分裂不稳定有关。利用TAIL-PCR策略，在RGA基因侧翼分离到了一个转座子类似序列，Southern杂交分析发现该基因的拷贝数在抗病亲本中较高，在种内，种间拷贝数有很大的差异，转座子极有可能参与了抗病新位点的形成。利用已经发表的蔷薇科RGA基因，我们分析了来自刺梨、苹果、桃、梨、草莓、杏和李等228个RGA基因，在属间、种间进行了比较分析，探索了RGA存在共线性的可能进化分析还发现处于第125的组氨酸处于正向选择，补充了产生抗病新位点的动力。3．研究了植物免疫系统下游相关基因包括PTO-like蛋白激酶基因和防卫相关基因（Defense-related genes），这些基因以家族的形式存在于基因组，各成员之间多态性多为单核苷酸（SNP）多态性，发现1个基因响应于白粉菌侵袭。从刺梨抗病品种克隆了30个防卫相关基因9个 PTO-like 激酶基因，21个病程相关蛋白基因Pathogenesis-related genes），其中12个PR2基因，9个PR5基因。多态性主要由单核苷酸位点（SNP）构成，包括点突变、小插入/缺失InDel）构成。PR5基因平均出现一个SNP频率为59 bp，PR2基因是64 bp。基于SNPs开发了SNAP标记，共设计了23对引物，最后17个标记可以在F1群体定位。反向Northern表达分析表明，PR2基因在接种后的表达PR5基因中的一个在接种后的表达明显增强。 4．克隆了刺梨显著应答白粉菌侵袭的基因，并进行了验证。首先构建了抗白粉病相关基因的抑制消减（SSH）文库反向Northern筛选测序之后发现一些是已报道抗病相关的基因，如PR10、P450、泛素、STK-like kinase基因Cf-9类似基因LRR受体类似激酶等，转录相关基因如NAC基因Histone组蛋白基因，甚至是转座子基因。最为显著的是光呼吸相关的基因如核酮糖-15-二磷酸羧化/加氧酶（Rubisco）Rubisco激活酶乙醛酸转氨酶谷氨酸转氨酶甘油醛脱氢酶铁氧还原蛋白转运蛋白等。Real-Time PCR验证三个光呼吸重要基因Rubisco、Rubisco激活酶、乙醛酸酶基因的表达明显响应于白粉菌接种。这三个基因在刺梨基因组中在一起用RACE技术获得了这三个基因的全长，分别为812935，1163 bp。根据全长序列设计引物