甘蔗与黑穗病菌互作的基因差异表达研究

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1、福建农林大学硕士学位论文甘蔗与黑穗病菌互作的基因差异表达研究姓名：杨志霞申请学位级别：硕士专业：作物栽培学与耕作学指导教师：陈如凯2003.5.1"蔗与黑穗病菌互作的基因差异表达研究摘要甘蔗黑穗病(UstilagoscitamJneaSyd．)是世界性的甘蔗病害，它在感病品种上所导致的巨大经济损失使得世界许多植蔗国家不得不淘汰一些丰产、高糖但感病的商业品种。

2、j

3、；I此，甘蔗抗黑穗病育种的研究是当前甘蔗遗传育种和生产实践上急需解决的重大课题。为此，本研究旨在研究不同抗性类型甘蔗受甘蔗黑穗病侵染前后基因表达的差异而为甘蔗抗黑

4、穗病育种提供分子依据。实验中选用高抗品种NC0376和感病品种F134为供试寄主材料：蒸馏水处理植株作对照；以12个3’端锚定引物和8个5’端随机引物构成96个引物组合，运用DDRT—PCR(differentialdisplayretrotranscriptation—PCR)技术以达到高效筛选差异基因。结果表明，有20个引物组合能扩增出差异条带，其中扩增效果最好、得到差异带多的随机引物为ARP3、ARP4和ARPll，这些随机引物可以和AP2、AP7、AP8锚定引物组成多个引物组合扩增出差异条带：锚定引物中扩增效果最好

5、的是以CG或Gc结尾的AP2、AP7。共筛选出11条差异带，其中，4条是NC0376互作后的表达差异带，说明品种受病菌侵染后，mRNA表达丰度提高；6条是F134与病菌互作后表达的差异带，1条未接种寄主所特有的，暗示有一个基因在感染黑穗病菌后关闭。对回收的11条差异带进行克隆测序，并在Genbank中进行同源性比较，发现抗病品种NC0376接种后表达的(R11)cDNA片段与玉米、高粱的细胞色素氧化酶的同源性达100％；6个与玉米、小麦mRNA序列有同源性，其余3个未查到同源性，有可能是新基因的部分序列。对接种后抗病品种4

6、条差异片段R11、R12、R13、R14和感病品种一条差异表达片段SOl进行半定量RT—PCR的初步验证，结果表明，R11、R12和R13差异片段为真实表达的差异片段，而R14和S01差异片段呈假阳性。关键词：差异显示：基因差异表达；甘蔗黑穗病；互作}f蔗弓黑穗病菌互作的基斟差异表达研究AbstractSugarcaneUstilagoScitamineaSyd(Smut)，causedbyUstilagoScitamineaSyd，isanworldwideseverediseaseofsugarcane(intersp

7、ecificSaccharumhybrids)．BecauseofthesevereeconomiclossesinSmutepidemics，manysugarcane—producingcountrieshadtoeliminatesomeofthehighyeild．highsugarcontent，howeversusceptibletradecultivars．SothebreedingofSmut～resistantsugarcanecultivarsisacrucialkeytopicinbothinheri

8、tanceandbreedingofsugarcaneandproductionpractice．ThisstudyselectedsugarcanesofdifferentresistancetypestodetectthedifferenceofgeneexpressionbeforeandaftertheywereinfecedbyYstilagoScltamineaSyd，thusaffordsmolecularbasisforsugarcane’sSmut—resistantbreeding．Thehigh—re

9、sistancesugarcanecultivar“NC0376”andthehigh—sensitivityORe“F134”wereselectedasexperimentalhostmaterialtobetreatedwithUstilagoScitamineaSydandthehealthy1inestreatedwithdistilledwaterwereselectedascontrolrespectively．Ninty—sixprimerpairsobtainedbyrandomconstitutionb

10、etweentwelve3’anchoredprimersandeight5’randomprimerswereutilizedandDDRT—PCR(differentialdisplayretrotranscriptation—PCR)wasexploitedtoachievehighefficen