青稞NBS-LRR类基因HvtRGA的克隆与条纹病胁迫表达分析
发布时间：2022-02-16 16:28
为探索青稞（Hordeum vulgare L. var.nudum）NBS-LRR类基因在青稞抗条纹病中的分子作用机制,该研究以抗条纹病青稞品种‘昆仑14号’和感病品种‘Z1141’为材料,从叶片中克隆了HvtRGA基因。HvtRGA基因长3 544 bp,包含一个3 306 bp开放阅读框,编码1 101个氨基酸。序列测序后比对发现,‘昆仑14号’与‘Z1141’的碱基序列相似性为99.89%,‘Z1141’的碱基在1196和1945位置处由G替换成A,但氨基酸序列相似性为100%。蛋白质序列分析表明,HvtRGA为亲水性的不稳定酸性蛋白,具有NB-ARC保守结构域和5个LRR结构域,属于NBS-LRR家族。HvtRGA蛋白与大麦的rgaS-9217、rgaS-226编码的NBS-LRR氨基酸序列相似性分别为96.55%和88.72%。进化树分析表明,青稞与小麦族的大麦、硬粒小麦和二穗短柄草NBS-LRR聚为一个分支,且与大麦rgaS-9217编码的蛋白亲缘关系最近,其次是大麦rgaS-226编码的蛋白,而与狗尾草和栗的亲缘关系最远。qRT-PCR结果表明,条纹病胁迫下,抗病品种和...
【文章来源】：西北植物学报. 2020,40(10)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
HvtRGA基因的PCR扩增结果
图1 HvtRGA基因的PCR扩增结果利用NCBI软件对1 101个氨基酸序列进行保守结构域预测,发现该基因具有典型的 NB-ARC保守结构域和5个亮氨酸富集重复(LRR)结构域。在线工具ExPaSy-Protparam对HvtRGA基因开放阅读框的蛋白质理化性质进行预测,分析表明HvtRGA蛋白分子式为C5573H8862N1488O1634S43,不稳定指数(instability)为46.69,脂溶指数(aliphatic index)为103.04,理论等电点为6.00,平均疏水性(GRAVY)为-0.127, 该预测结果表明HvtRGA蛋白是一个不稳定的酸性亲水蛋白。HvtRGA蛋白跨膜结构与信号肽预测结果表明此蛋白无信号肽和跨膜结构。通过SOPMA在线软件对HvtRGA蛋白的二级结构进行分析,结果表明:此蛋白的结构主要是4种组成形式:包含α-螺旋(alpha helix)、无规则卷曲(random coil)、延伸链(extended strand)、β-转角(beta turn),其分别占总蛋白的49.77%、36.60%、11.63%、2.00%。使用在线Phyre2软件分析 HvtRGA的三级结构,蛋白模型的可信度为100%,覆盖度为52%,该模型具有类似马蹄状的螺线管状折叠结构。
为研究HvtRGA基因对青稞条纹病的响应模式,通过qRT-PCR对抗病青稞品种‘昆仑14号’和感病青稞品种‘Z1141’在接种条纹病病原菌后叶片HvtRGA的表达进行定量分析。由图5可知,抗、感品种的感病叶片的表达水平都极显著高于对照组(P<0.01),其中‘昆仑14号’是对照组叶片的5.4倍,‘Z1141’表达量是对照组叶片的4.4倍。且接种条纹病的‘昆仑14号’的表达量明显高于‘Z1141’表达量(P<0.01)。图4 HvtRGA蛋白与禾本科其他植物NBS-LRR蛋白的系统进化树分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]黑粒青稞HvtUF3GT基因的克隆与表达分析[J]. 苏乐平,姚晓华,安立昆,吴昆仑,迟德钊. 西北植物学报. 2019(10)
[2]豆科抗病基因NBS-LRR进化的多基因组比对分析[J]. 段雪倩,沈艳爽,申少奇,孟繁博,刘颖,张岚,王金朋. 分子植物育种. 2019(10)
[3]花生NBS-LRR类基因P9的克隆与序列分析[J]. 朱晓峰,姜涛,赵西拥,王嵩,汪清,倪皖莉. 分子植物育种. 2020(03)
[4]不同青稞品种的营养品质评价[J]. 徐菲,党斌,杨希娟,吴昆仑,迟德钊. 麦类作物学报. 2016(09)
[5]葡萄抗白粉病相关基因γVPE的克隆与表达分析[J]. 王晏青,张小莹,宋珈凝,王跃进,张朝红. 西北植物学报. 2016(08)
[6]4种种衣剂对青稞条纹病的防治效果[J]. 闫佳会,姚强,郭青云,陈海民,侯璐,徐世昌. 植物保护. 2016(02)
[7]小麦NBS-LRR类抗病基因同源cDNA序列的克隆与表达分析[J]. 任晓娣,刘彦慧,李建嫄,张娜,彭巧慧,杨文香,刘大群. 河北农业大学学报. 2013(02)
[8]中国野生刺葡萄抗白腐病NBS-LRR类抗病基因同源序列的分离与鉴定[J]. 张颖,李峰,刘崇怀,樊秀彩,孙海生,姜建福,张国海. 中国农业科学. 2013(04)
[9]植物抗病基因结构和功能研究进展[J]. 田远飞,薛永来,付为国,戴志聪,杜道林. 广东农业科学. 2012(22)
[10]青稞功能元素与食品加工利用简述[J]. 吴昆仑. 作物杂志. 2008(02)
博士论文
[1]黑籽南瓜对枯萎病菌侵染的应答机制及NBS类抗病基因筛选[D]. 丁玉梅.西南大学 2019
[2]中国野生葡萄编码NB-ARC结构的抗白粉病基因克隆及功能分析[D]. 文志丰.西北农林科技大学 2016
硕士论文
[1]大麦抗条纹病基因定位及7H短臂SSR引物开发检测[D]. 张宇.甘肃农业大学 2016
本文编号：3628284
【文章来源】：西北植物学报. 2020,40(10)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
HvtRGA基因的PCR扩增结果
图1 HvtRGA基因的PCR扩增结果利用NCBI软件对1 101个氨基酸序列进行保守结构域预测,发现该基因具有典型的 NB-ARC保守结构域和5个亮氨酸富集重复(LRR)结构域。在线工具ExPaSy-Protparam对HvtRGA基因开放阅读框的蛋白质理化性质进行预测,分析表明HvtRGA蛋白分子式为C5573H8862N1488O1634S43,不稳定指数(instability)为46.69,脂溶指数(aliphatic index)为103.04,理论等电点为6.00,平均疏水性(GRAVY)为-0.127, 该预测结果表明HvtRGA蛋白是一个不稳定的酸性亲水蛋白。HvtRGA蛋白跨膜结构与信号肽预测结果表明此蛋白无信号肽和跨膜结构。通过SOPMA在线软件对HvtRGA蛋白的二级结构进行分析,结果表明:此蛋白的结构主要是4种组成形式:包含α-螺旋(alpha helix)、无规则卷曲(random coil)、延伸链(extended strand)、β-转角(beta turn),其分别占总蛋白的49.77%、36.60%、11.63%、2.00%。使用在线Phyre2软件分析 HvtRGA的三级结构,蛋白模型的可信度为100%,覆盖度为52%,该模型具有类似马蹄状的螺线管状折叠结构。
为研究HvtRGA基因对青稞条纹病的响应模式,通过qRT-PCR对抗病青稞品种‘昆仑14号’和感病青稞品种‘Z1141’在接种条纹病病原菌后叶片HvtRGA的表达进行定量分析。由图5可知,抗、感品种的感病叶片的表达水平都极显著高于对照组(P<0.01),其中‘昆仑14号’是对照组叶片的5.4倍,‘Z1141’表达量是对照组叶片的4.4倍。且接种条纹病的‘昆仑14号’的表达量明显高于‘Z1141’表达量(P<0.01)。图4 HvtRGA蛋白与禾本科其他植物NBS-LRR蛋白的系统进化树分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]黑粒青稞HvtUF3GT基因的克隆与表达分析[J]. 苏乐平,姚晓华,安立昆,吴昆仑,迟德钊. 西北植物学报. 2019(10)
[2]豆科抗病基因NBS-LRR进化的多基因组比对分析[J]. 段雪倩,沈艳爽,申少奇,孟繁博,刘颖,张岚,王金朋. 分子植物育种. 2019(10)
[3]花生NBS-LRR类基因P9的克隆与序列分析[J]. 朱晓峰,姜涛,赵西拥,王嵩,汪清,倪皖莉. 分子植物育种. 2020(03)
[4]不同青稞品种的营养品质评价[J]. 徐菲,党斌,杨希娟,吴昆仑,迟德钊. 麦类作物学报. 2016(09)
[5]葡萄抗白粉病相关基因γVPE的克隆与表达分析[J]. 王晏青,张小莹,宋珈凝,王跃进,张朝红. 西北植物学报. 2016(08)
[6]4种种衣剂对青稞条纹病的防治效果[J]. 闫佳会,姚强,郭青云,陈海民,侯璐,徐世昌. 植物保护. 2016(02)
[7]小麦NBS-LRR类抗病基因同源cDNA序列的克隆与表达分析[J]. 任晓娣,刘彦慧,李建嫄,张娜,彭巧慧,杨文香,刘大群. 河北农业大学学报. 2013(02)
[8]中国野生刺葡萄抗白腐病NBS-LRR类抗病基因同源序列的分离与鉴定[J]. 张颖,李峰,刘崇怀,樊秀彩,孙海生,姜建福,张国海. 中国农业科学. 2013(04)
[9]植物抗病基因结构和功能研究进展[J]. 田远飞,薛永来,付为国,戴志聪,杜道林. 广东农业科学. 2012(22)
[10]青稞功能元素与食品加工利用简述[J]. 吴昆仑. 作物杂志. 2008(02)
博士论文
[1]黑籽南瓜对枯萎病菌侵染的应答机制及NBS类抗病基因筛选[D]. 丁玉梅.西南大学 2019
[2]中国野生葡萄编码NB-ARC结构的抗白粉病基因克隆及功能分析[D]. 文志丰.西北农林科技大学 2016
硕士论文
[1]大麦抗条纹病基因定位及7H短臂SSR引物开发检测[D]. 张宇.甘肃农业大学 2016
本文编号：3628284
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiyingongcheng/3628284.html
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