植物抗大丽轮枝菌受体类蛋白基因及甘露糖结合型凝集素基因的克隆与表达

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1、西南农业大学博士学位论文植物抗大丽轮枝菌受体类蛋白基因及甘露糖结合型凝集素基因的克隆与表达姓名：柴友荣申请学位级别：博士专业：作物遗传育种指导教师：王三根;唐克轩2003.6.1龌友篷二■植糊抗太丽轮救茵受体蒜蛋白基圆蕊r甘露糖蛄奢型凝寨萧基黯的克隆与表选植物抗大丽轮枝菌变腌类蛋白基因反甘露糖结合型凝集繁基因的竞隆与表达尊旨导数螺}箕暑。根嚣南农．gk大掌搬胄邑_垮生命举融辫掌揽教授1分嶷许震昌，犬学生锋r科掌．鹳院教授作物遗粥门辛种嚆÷业博士研究生柴友荣(’莲鬻农篷大学农学与奎蘸簿攀学院，重痰400716)摘要

2、{由穴丽轮枝荫(Verticilliumda,

3、6liae)等引起的黄萎痛是一种世界范围的顽固性维管柬病害，严重戈骞捧兹、溪蕊、菸予、马铃簧、蓄藿等重要表终耱麴生妖。薛为一静±建瘸害，黄萎褰豹寿圭广．危害重．化游防治成本高、效果差，并鼠存在食晶安全性和生态安套性问题。选育抗黄羹病作物品静是焚萎病爨滩的辗零遵径，毽却瑟l瞻育耪愿期长帮抗黄萎瘸资源严黧匮乏的黢豢蠡零l用萋医工纛技术分离植物抗黄萎病有燕的基因并通过遗传转化创造作物抗黄蒌病新材料，具有基因型资源广泛、周期榴黠较短和琴受生感蹲碍限制莓忧点，是抗黄萎瘸遗传改良的一个熏要方疑；根据基困对麓园学说(Gene-for-geneTheory)，横物抗病基因亓的

4、产物即受体蛋白R与来自病艨莛无毒基因,4vr的直接或间接产物即An-配体之间的骤初识别，是舟导植物抗病反臌的根本分子机制。许多抗瘸和感病植物材料之阊的本戚差异并不在于个剿下游防激反应基糊的有无．而在于负责原初识别的抗痫基因的商无或启动抗病信母传导的机制E存在差异，所以克隆芹Ⅱ利用受体噩白类的抗病基因是檀韵抗病基西工程静棱一&内容。缕夸已有8太类檀物抗病基潮克隆戒葫，它释】蕺丈多数均符舍基因对基因蝴}并编蜗一种介鼯抗病信母传导的胞内或跨臌受体蛋融，这些抗瘸基因谯转化感瘸植物以后驽或瑰硪暖得了抗瘸性静捷赛。除R-Avr识别以外．由PC--PGIP识别而介导的抗瘸信

5、号传导同样能激活寄主攒物的系统性抗病反痘。囊藏等病器蒺在入爱寄圭援黪瓣懿一个黄要蘩瘵糗理裁燕努泌多豢睾襞糖薮羧酶(polygalacturonase，PG)等水解酶来降解植物细胞爨．而植物在长期的协同进化过程中也针对性地进她出了一饕多聚半翼糖簸羧§§捧巷《蛋白(polygalacturonase-inhibitingprotein，飓lP)，它齄黪异性、可逆性、可饱和性地与PG发生结合．抑制PG的活性，阻止和延缓病原菌对寄主细胞照的瓦解，回时延长了具有激发子活性的、适囊聚合度的寡聚半gL糖醛酸类赛糖素鲍产生与滞蜜时霹。逯种寡耱索进入植物细胞膜并与膜上的寡稽豢受

6、体产生识别作用，启动抗病信号倦导，激溉植保素合成有关的柴友荣一一植袖抗赶丽轮较镝受谁类萤由基嗣鼠甘露糖结合型凝集素瓣蠲的克隆与表逸酶、蛋白酶抑制帮、病程相笑蛋白等一系歹1j防卫相关蛋臼的基因转录表这。PGIP简抗病基邋产物R蛋自一样也是主要由富亮氨酸蓬复(1eucine-richrepeat，L职)构成的细胞表面受体类糖蛋岛，均属于LRR超家族成员，主要功德是负责与，}源分予的谖剩作用，介蹲跨卫藕燕的信号传导，往乎L强重复单元内B链／B转角(Bstrand／8turn)上保守性亮氨酸两侧的氨基酸残基是决怒讽别特异性的核心，箕上发生的杰突变足鞋设交识蠲特异瞧。棉

7、裁肄植物抗黄萎病基闲工程长期以来进展不大．但番茄抗黄萎痛研究则已取得突破。采用图位尧隆法(map-basedcloning)已或辘势离基镶蕊(￡ycopersiconesculentum￥i11．》藏夭嚣耱棱蓉1母小种的瞻基因家族的两个抗病基因Yel和Ve2。它f『1并不局限干小种特异性，而是可以介爵跨越轮棱藿藩麴耱阕的撬疑萎痍姣，艮虹鬯嚣】襞纯骂铃薯蜃胃菹提裹马铃蔫撬黑囊耱技藏的耱力。蒎摹；}内番茄的一些近缘物种如茄属的好生种托普巴姆等存在对黄接病、稻豢病、立枯病、续盥等病害的接近免疫毂裹挠挂，电予荧萎病莹蝣，l、秘分纯性复絷，毒圭广泛，在这然近绦物摊中尧建

8、妇基因的阐源基因是寻找新型抗黄篓病基因型尤其是抗大丽轮梭菌2号小种的抗瘸基因的一个重要逸径，冠酎{娩有助于揭示瞻旗因的系统发生学秘抗病馆蹋机制。举研究选样与番茄属亲缘关蘸最近的茄属植物类番茄茄(SolanuⅢlycopersicofdesDu阢)为对象．克隆其与番茄跆家旋对应韵两个同源基翻卯陋和StFe2。以此为跳板，使我们能够更容易地从躺科内其窀物种或熙远缘的物种中克隰具有不闽识别特异性的瞻同源基因。海岛棉(C-ossypiumb龇'badenseLI)与醋地棉(瘟MrsutuzL)间为棉属的四倍体栽培种，崇缘关系搬近，僵酶姥撩普黼不抗黄簧痈，蕊海疆骚l普遍

9、嵩撬黄蒙瘸著在等陆建耱杂交鬟重表臻为显