簇毛麦中一个e泛素连接酶基因hv-cmpg的克隆及功能鉴定

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1、簇毛麦中一个E3泛素连接酶基因Hv-CMPG的克隆及功能鉴定簇毛麦中一个E3泛素连接酶基因Hv-CMPG的克隆及功能鉴定#费菲1，祝燕飞1，王慰1，王宗宽1，曹爱忠1，刘园1，邢莉萍1，王海燕1，谢旗2，5101520王秀娥1**（1.南京农业大学细胞遗传所，作物遗传与种质创新国家重点实验室，南京210095；2.中国科学院遗传与发育生物学研究所，北京，100101）摘要：小麦近缘物种簇毛麦高抗小麦白粉病，携带广谱高抗白粉病基因Pm21,为了克隆簇毛麦中的抗白粉病关键基因，阐明其白粉病抗性的分子机制，本实验室在前期利用大麦基因芯片分析簇毛麦受白粉菌诱导表达谱，

2、发现多个基因受白粉菌诱导后上调或下调表达。本研究发现其中一个探针受白粉菌诱导后快速上调表达，半定量RT-PCR进一步证明该表达特征。选择该基因根据其探针序列设计引物筛选簇毛麦受白粉病诱导的叶片cDNA文库，克隆到其全长序列。序列分析结果表明，该基因全长1677bp,ORF1362bp，编码454个氨基酸、具有保守的U-Box结构域的蛋白质，定名为Hv-CMPG。染色体定位分析表明，该基因定位于簇毛麦6V染色体长臂上，其同源基因定位于大麦6HL、小麦6AL、6BL、6DL、短柄草Bd3L和水稻R2染色体的共线区域；体外泛素化试验结果证明，Hv-CMPG具有E3泛素连

3、接酶活性，推测其通过泛素化介导的蛋白质降解途径在植物抗病信号传导中发挥作用；亚细胞定位结果表明Hv-CMPG定位在细胞核和细胞质内；构建了Hv-CMPG基因的超量表达载体，利用基因枪方法进行转基因功能互补试验，结果发现该基因的超量表达显著提高了转基因受体品种扬麦158的白粉病抗性。表明Hv-CMPG在簇毛麦抗白粉病中发挥重要作用，其作用的分子机制有待进一步研究。关键词：簇毛麦；白粉病；Hv-CMPG；E3泛素连接酶；转基因小麦中图分类号：25CloningandfunctionalanalysisofaE3ubiquitinligasegeneHv-CMPGinH

4、aynaldiavillosaFEIFei1,ZHUYanfei1,WANGWei1,WANGZongkuan1,CAOAizhong1,LIUYuan1,XINGLiping1,WANGHaiyan1,XIEQi2,WANGXiue13035401.NationalKeyLaboratoryofCropGeneticsandGermplasmEnhancement,CytogeneticsInstitute,NanjingAgriculturalUniversity,NanJing210095;2.InstituteofGeneticsandDevelopme

5、ntalBiology,ChineseAcademyofSciences,Beijing100101Abstract:Haynaldiavillosa,awheatrelatedspecies,showshighandbroad-spectrumresistancetowheatpowderymildew.ThepowderymildewresistancegenePm21fromH.villosahasbeenintroducedintocommonwheatbytheproductionofwheat-alienchromosomelines,andtheT6

6、VS/6ALtranslocationarenowwidelyusedinwheatbreeding.ForbetterunderstandingofthemolecularmechanismofpowderymildewresistancemediatedbyPm21,andcloningofthecriticalgenesrelatedtopowderymildewresistance,barleyGeneChipwasusedformicroarrayanalysis.Amongthedifferentiallyexpressedgenesuponthein

7、fectionofBlumeriagraminis.triticiBgtinH.villosa,arapidlyup-regulatedgeneinducedbyBgtwasselectedforfurtheranalysis.SemiRT-PCRshowedthatthisgenewasrapidlyup-regulatedbyBgtspecificallyintheleavesofH.villosa.ThefullcDNAsequenceofthisgenewasobtainedbyscreeningthecDNAlibraryconstructedusing

8、cDNAf