叶锈菌与小麦互作过程中_1_3_葡聚糖酶基因的表达分析

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1、第３７卷第３期河北农业大学学报Ｖｏｌ．３７Ｎｏ．３２０１４年５月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＡＧＲＩＣＵＬＴＵＲＡＬＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＨＥＢＥＩＭａｙ．２０１４文章编号：１０００－１５７３（２０１４）０３－０００７－０６ＤＯＩ：１０．１３３２０／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊａｕｈ．２０１４．００５５叶锈菌与小麦互作过程中β－１，３－葡聚糖酶基因的表达分析高琳，栗小英，张艳俊，王海燕，刘大群（河北农业大学植物保护学院／河北省农作物植物病虫害生物防治工程技术研究中心／国家北方山区农业工程技术研究中心，河北保定０７１００１）摘要：β－１，３－葡聚糖酶是一类以基因家族形式存在的重要病程相关蛋白（Ｐａ

2、ｔｈｏｇｅｎｅｓｉｓ－ｒｅｌａｔｅｄｐｒｏｔｅｉｎｓ，ＰＲ），即ＰＲ２。本研究采用ＲＴ－ＰＣＲ方法在小麦抗叶锈病近等基因系材料ＴｃＬｒ１９中获得１１个ＰＲ２基因，暂命名为ＴｃＬｒ１９ＰＲ２－１～１１，其中具有完整开放阅读框（Ｏｐｅｎｒｅａｄｉｎｇｆｒａｍｅ，ＯＲＦ）的基因包含１００５ｂｐ，编码３３４个氨基酸残基。Ｂｌａｓｔ分析显示，ＴｃＬｒ１９ＰＲ２属于糖基水解酶第１７家族（ＧＨＦ１７），且均为碱性蛋白。半定量ＲＴ－ＰＣＲ分析表明，该基因表达明显受小麦叶锈菌诱导，在非亲和组合中表达量高于亲和组合，同时明确其表达受脱落酸（Ａｂｓｃｉｓｉｃａｃｉｄ，ＡＢＡ）和水杨酸（Ｓａｌｉｃｙ

3、ｌｉｃａｃｉｄ，ＳＡ）逆境信号分子的诱导。本研究构建了ＴｃＬｒ１９ＰＲ２基因的原核表达载ｐＥＡＳＹ－ＰＲ２，在大肠杆菌中高效表达分子量约为３０ｋＤａ的融合蛋白，最佳诱导条件为：２８℃，０．３ｍｍｏｌ／ＬＩＰＴＧ。说明ＴｃＬｒ１９ＰＲ２基因可能在小麦抗叶锈病防御反应中发挥作用。为明确ＰＲ２基因在叶锈菌与ＴｃＬｒ１９小麦互作体系中的功能奠定了基础，为培育抗叶锈病小麦品种提供了理论和实践基础。关键词：小麦；叶锈菌；病程相关蛋白；表达分析；原核表达中图分类号：Ｓ４３５．１２１．４＋３文献标志码：ＡＥｘｐｒｅｓｓｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆβ－１，３－ｇｌｕｃａｎａｓｅｓｇｅｎｅｆｒｏｍ

4、ｗｈｅａｔｄｅｆｅｎｓｅｒｅｓｐｏｎｓｅｓｔｏＰｕｃｃｉｎｉａｔｒｉｔｉｃｉｎａＧＡＯＬｉｎ，ＬＩＸｉａｏ－ｙｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＹａｎ－ｊｕｎ，ＷＡＮＧＨａｉ－ｙａｎ，ＬＩＵＤａ－ｑｕｎ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＰｌａｎｔＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＨｅｂｅｉ／ＢｉｏｌｏｇｉｃａｌＣｏｎｔｒｏｌＣｅｎｔｅｒｏｆＰｌａｎｔＤｉｓｅａｓｅｓａｎｄＰｌａｎｔＰｅｓｔｓｏｆＨｅｂｅｉＰｒｏｖｉｎｃｅ／ＮａｔｉｏｎａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅｉｎＮｏｒｔｈｅｒｎＭｏｕｎｔａｉｎｏｕｓＡｒｅａｓ，Ｂ

5、ａｏｄｉｎｇ０７１０００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：β－１，３－ｇｌｕｃａｎａｓｅｉｓａｇｅｎｅｆａｍｉｌｙｗｈｉｃｈｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｐａｔｈｏｇｅｎｅｓｉｓ－ｒｅ－ｌａｔｅｄｐｒｏｔｅｉｎｓ（ＰＲ）ａｎｄｂｅｌｏｎｇｓｔｏＰＲ２ｇｅｎｅｓｎａｍｅｄＴｃＬｒ１９ＰＲ２－１－１１ｗｈｉｃｈｈａｄｈｉｇｈｈｏ－ｍｏｌｏｇｙｗｉｔｈｐａｔｈｏｇｅｎｅｓｉｓ－ｒｅｌａｔｅｄｐｒｏｔｅｉｎ２ｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙＲＴ－ＰＣＲｆｒｏｍｃＤＮＡｏｆＴｃＬｒ１９ｗｈｅａｔ．Ｓｏｍｅｏｆｔｈｅｍｃｏｎｔａｉｎｃｏｍｐｌｅｔｅｏｐｅｎｒｅａｄｉｎｇｆｒａｍ

6、ｅｏｆ１００５ｂｐｅｎｃｏｄｉｎｇ３３４ａｍｉｎｏａｃｉｄｓ．ＢｌａｓｔａｎａｌｙｓｉｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｐｕｔａｔｉｖｅｐｒｏｔｅｉｎｃｏｄｅｄｂｙＴｃＬｒ１９ＰＲ２ｇｅｎｅｗｅｒｅｃｌａｓｓｉｆｉｅｄｉｎｔｏｔｈｅｐａｔｈｏｇｅｎｅｓｉｓ－ｒｅｌａｔｅｄｐｒｏｔｅｉｎ２ｆａｍｉｌｙｗｉｔｈａｇｌｙｃｏｓｙｌｈｙｄｒｏｌａｓｅｆａｍｉｌｙ１７ｃａｔａｌｙｔｉｃ（ＧＨＦ１７）ｄｏｍａｉｎａｎｄａｌｌｏｆｔｈｅｍｗｅｒｅｓｔａｂｌｅｂａｓｉｃｐｒｏｔｅｉｎ．Ｓｅｍｉ－ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅＲＴ－ＰＣＲｒｅｓｕｌｔｓ收稿日期：２０１４－０１－１０基金项目：河北省自然科学

7、基金（Ｃ２０１２２０４００５）；国家重点基础研究发展计划资助（２０１３ＣＢ１２７７００）．作者简介：高琳（１９８７－），女，河北省邢台市人，在读硕士生，主要从事分子植物病理学研究．通讯作者：王海燕（１９７７－），女，博士，副教授，主要从事分子植物病理学研究．刘大群（１９５８－），男，博士，教授，主要从事植物病害生物防治和分子植物病理学研究．８河北农业大学学报第３７卷ｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎｌｅｖｅｌｏｆＴｃＬｒ１９ＰＲ２ｇｅｎｅｂｅｍｕｃｈｈｉｇｈｅｒｉｎｔｈｅｉｎｃｏ