小麦防御素基因TaPDF35和氧—甲基转移酶基因TaOMT-3D的表达和功能分析
发布时间：2022-02-08 23:40
小麦纹枯病,又称为尖眼点病,是由禾谷丝核菌（Rhizoctonia cerealis）引起的重要的小麦土传真菌病害。近年来,小麦纹枯病的发病情况呈加重趋势,对小麦的产量和品质产生了严重的影响。目前,种植的小麦品种对纹枯病的抗性普遍较低。为了提高小麦品种对纹枯病的抗性,急需挖掘小麦抗纹枯病重要基因,并对其功能进行研究,以期创建抗纹枯病小麦新种质。本文研究了小麦防御素基因TaPDF35和氧-甲基转移酶基因TaOMT-3D的表达特性及其在防御纹枯病反应中的功能。主要结果如下:TaPDF35基因包含一个长为249bp的开放阅读框（Open reading frame,ORF）,编码82个氨基酸组成的多肽TaPDF35。预测分析表明,TaPDF35蛋白具有防御素的典型结构,N端有一段27个氨基酸的信号肽;C端能形成由一个α螺旋和三股反向平行的β-折叠片组成的αβ（CSαβ）基序,并且αβ（CSαβ）基序由八个半胱氨酸形成的4个二硫键固定。利用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）技术,分析TaPDF35基因在对纹枯病抗性程度不同的小麦品系（品种）中的相对表达量。结果表明,TaPDF35基因在小麦品...
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
木质素生物合成的代谢途径示意图
病情等级 发病情况0 级 叶鞘与茎都没有病斑1 级 只有叶鞘有病斑2 级 叶鞘和茎都有病斑，且病斑横向长度小于茎秆周长的 1/43 级 叶鞘和茎都有病斑，且病斑横向长度占茎秆周长的 1/4-1/24 级 叶鞘和茎都有病斑，且病斑横向长度占茎秆周长的 1/2-3/45 级 病斑横向长度大于茎秆周长的 3/42.2 结果分析2.2.1 TaPDF35 基因序列分析TaPDF35 基因有一个长度为 249 bp 的开放阅读框，编码 82 个氨基酸组成的多肽 TaPDF35。TaPDF35 的预测分子量为 8.96 kDa，等电点是 8.50。TaPDF35 的 N 端具有一段长为 27 个氨基酸的信号肽，并且具有 8 个半胱氨酸残基（图 2.1A），其三级结构由三股反向平行的 β-折叠片和一个 α-螺旋组成（如图 2.1B）。AB
图2.1A是TaPDF基因的核苷酸序列以及与其对应的氨基酸序列，横线标出部分是TaPDF5 N端的信号肽，C端的8个半胱氨酸用红色阴影标出。图2.1B是用SWISS-MODEL（https://swissmodel.expasy.org/）预测PaPDF35的三级结构模型,包含三股反向平行的β-折叠片和一个α-螺旋。Figure 2.1A Nucleotide and deduced amino acid sequences of TaPDF35. Underlined amino acid sequence indicatesputative signal peptides, and eight cysteine residues in the putative mature polypeptide are given in red shade. Figure2.1B A three-level structural model for predicting PaPDF35 with SWISS-MODEL (https://swissmodel.expasy.org/),containing three reverse parallel β-sheets and an α-helix.将 TaPDF35 多肽序列用 NCBI 的 Blast 工具（http://blast.ncbi.nlm.nih.gov）进行比对，发现TaPDF35 与 NCBI 数据库中的乌拉尔图小麦（EMS64594.1）、粗山羊草（XP_020198481.1）、二穗短柄草（XP_003575412.1）、甘蔗（ACB20518.1）、玉米（CEJ09690.1）大麦（BAJ89304.1）、谷子（XP_004953175.1）、花烟草（AOD75394.1）、辣椒（AAL35366.1）、野生大豆（KHN06998.1）、拟南芥（NP_178319.1）和蒺藜苜蓿（XP_003629332.1）同源，相似性分别为：65.43%、 82.72%、79.75%、74.68%、72..15%、72.15%、65.00%、70%、59.74%、46.84%、43.42%、和 41.25%。对这些基因的 C 端序列进行比对分析发现，C 端的保守性比较高，且都具有 8 个半胱氨酸的保守结构（图 2.2）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Targeted Mutagenesis in Zea mays Using TALENs and the CRISPR/Cas System[J]. Zhen Liang,Kang Zhang,Kunling Chen,Caixia Gao. Journal of Genetics and Genomics. 2014(02)
[2]转Gastrodianin基因提高小麦赤霉病和纹枯病的抗性[J]. 周淼平,杨学明,姚金保,任丽娟,张增艳,马鸿翔. 作物学报. 2012(09)
[3]抗纹枯病、根腐病的转SN1基因小麦的获得与鉴定[J]. 王金凤,杜丽璞,李钊,黄素萍,叶兴国,冯斗,张增艳. 作物学报. 2012(05)
[4]马铃薯抗菌肽SN1基因的克隆、原核表达及其抑菌活性[J]. 蒋雯,刘欣,张增艳. 植物遗传资源学报. 2011(02)
[5]抗菌肽Rs-AFP2的原核表达及抑菌活性[J]. 路妍,刘宝业,井金学,张增艳. 植物遗传资源学报. 2010(01)
[6]水稻麦黄酮对褐飞虱的抗性潜力[J]. 凌冰,董红霞,张茂新,徐迪,王敬淑. 生态学报. 2007(04)
[7]TILLING技术及其应用[J]. 孙洁,崔海瑞. 细胞生物学杂志. 2007(01)
[8]木质素生物合成及其基因调控的研究进展[J]. 章霄云,郭安平,贺立卡,孔华. 分子植物育种. 2006(03)
[9]小麦抗纹枯病种质创新及QTL定位的初步研究[J]. 蔡士宾,任丽娟,颜伟,吴纪中,陈怀谷,吴小有,张仙义. 中国农业科学. 2006(05)
[10]小麦纹枯病抗性QTL的SSR标记研究[J]. 任丽娟,蔡士宾,汤頲,吴纪中,周淼平,颜伟,马鸿翔,陆维忠. 扬州大学学报. 2004(04)
博士论文
[1]小麦应答禾谷丝核菌的3个激酶基因的分离及功能分析[D]. 杨坤.中国农业科学院 2014
[2]中间偃麦草抗病相关基因TiERF1与TiDPK1的分离与功能研究[D]. 陈亮.中国农业科学院 2010
[3]小麦纹枯病、白粉病抗性QTL分析[D]. 霍纳新.中国农业科学院 2002
本文编号：3615969
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
木质素生物合成的代谢途径示意图
病情等级 发病情况0 级 叶鞘与茎都没有病斑1 级 只有叶鞘有病斑2 级 叶鞘和茎都有病斑，且病斑横向长度小于茎秆周长的 1/43 级 叶鞘和茎都有病斑，且病斑横向长度占茎秆周长的 1/4-1/24 级 叶鞘和茎都有病斑，且病斑横向长度占茎秆周长的 1/2-3/45 级 病斑横向长度大于茎秆周长的 3/42.2 结果分析2.2.1 TaPDF35 基因序列分析TaPDF35 基因有一个长度为 249 bp 的开放阅读框，编码 82 个氨基酸组成的多肽 TaPDF35。TaPDF35 的预测分子量为 8.96 kDa，等电点是 8.50。TaPDF35 的 N 端具有一段长为 27 个氨基酸的信号肽，并且具有 8 个半胱氨酸残基（图 2.1A），其三级结构由三股反向平行的 β-折叠片和一个 α-螺旋组成（如图 2.1B）。AB
图2.1A是TaPDF基因的核苷酸序列以及与其对应的氨基酸序列，横线标出部分是TaPDF5 N端的信号肽，C端的8个半胱氨酸用红色阴影标出。图2.1B是用SWISS-MODEL（https://swissmodel.expasy.org/）预测PaPDF35的三级结构模型,包含三股反向平行的β-折叠片和一个α-螺旋。Figure 2.1A Nucleotide and deduced amino acid sequences of TaPDF35. Underlined amino acid sequence indicatesputative signal peptides, and eight cysteine residues in the putative mature polypeptide are given in red shade. Figure2.1B A three-level structural model for predicting PaPDF35 with SWISS-MODEL (https://swissmodel.expasy.org/),containing three reverse parallel β-sheets and an α-helix.将 TaPDF35 多肽序列用 NCBI 的 Blast 工具（http://blast.ncbi.nlm.nih.gov）进行比对，发现TaPDF35 与 NCBI 数据库中的乌拉尔图小麦（EMS64594.1）、粗山羊草（XP_020198481.1）、二穗短柄草（XP_003575412.1）、甘蔗（ACB20518.1）、玉米（CEJ09690.1）大麦（BAJ89304.1）、谷子（XP_004953175.1）、花烟草（AOD75394.1）、辣椒（AAL35366.1）、野生大豆（KHN06998.1）、拟南芥（NP_178319.1）和蒺藜苜蓿（XP_003629332.1）同源，相似性分别为：65.43%、 82.72%、79.75%、74.68%、72..15%、72.15%、65.00%、70%、59.74%、46.84%、43.42%、和 41.25%。对这些基因的 C 端序列进行比对分析发现，C 端的保守性比较高，且都具有 8 个半胱氨酸的保守结构（图 2.2）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Targeted Mutagenesis in Zea mays Using TALENs and the CRISPR/Cas System[J]. Zhen Liang,Kang Zhang,Kunling Chen,Caixia Gao. Journal of Genetics and Genomics. 2014(02)
[2]转Gastrodianin基因提高小麦赤霉病和纹枯病的抗性[J]. 周淼平,杨学明,姚金保,任丽娟,张增艳,马鸿翔. 作物学报. 2012(09)
[3]抗纹枯病、根腐病的转SN1基因小麦的获得与鉴定[J]. 王金凤,杜丽璞,李钊,黄素萍,叶兴国,冯斗,张增艳. 作物学报. 2012(05)
[4]马铃薯抗菌肽SN1基因的克隆、原核表达及其抑菌活性[J]. 蒋雯,刘欣,张增艳. 植物遗传资源学报. 2011(02)
[5]抗菌肽Rs-AFP2的原核表达及抑菌活性[J]. 路妍,刘宝业,井金学,张增艳. 植物遗传资源学报. 2010(01)
[6]水稻麦黄酮对褐飞虱的抗性潜力[J]. 凌冰,董红霞,张茂新,徐迪,王敬淑. 生态学报. 2007(04)
[7]TILLING技术及其应用[J]. 孙洁,崔海瑞. 细胞生物学杂志. 2007(01)
[8]木质素生物合成及其基因调控的研究进展[J]. 章霄云,郭安平,贺立卡,孔华. 分子植物育种. 2006(03)
[9]小麦抗纹枯病种质创新及QTL定位的初步研究[J]. 蔡士宾,任丽娟,颜伟,吴纪中,陈怀谷,吴小有,张仙义. 中国农业科学. 2006(05)
[10]小麦纹枯病抗性QTL的SSR标记研究[J]. 任丽娟,蔡士宾,汤頲,吴纪中,周淼平,颜伟,马鸿翔,陆维忠. 扬州大学学报. 2004(04)
博士论文
[1]小麦应答禾谷丝核菌的3个激酶基因的分离及功能分析[D]. 杨坤.中国农业科学院 2014
[2]中间偃麦草抗病相关基因TiERF1与TiDPK1的分离与功能研究[D]. 陈亮.中国农业科学院 2010
[3]小麦纹枯病、白粉病抗性QTL分析[D]. 霍纳新.中国农业科学院 2002
本文编号：3615969
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