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向日葵是一种重要的油料作物,但在生产上经常会受到多种病原菌的侵害,其中向日葵锈菌(Puccinia helian(r)hi Schw.)就是向日葵的主要病害之一,严重影响着向日葵的产量和含油量。为了找到向日葵抗锈病相关基因,本研究运用同源序列克隆法,克隆获得了向日葵抗病基因同源序列(HaRGA),并对其进行分析。主要研究结果如下: 1.根据已知NBS-LRR型抗病基因的保守结构域P-loop和GLPL设计筒并引物,以接菌的抗病向日葵品种CM29叶片的cDNA为模板进行扩增,分离克隆得到10个具有连续开放阅读框的RGA。对其进行系统进化分析,这些HaRGA分属于TIR-NBS-LRR和non-TIR-NBS-LRR两种类型。对其氨基酸序列进行多重序列比对,结果显示所获得的HaRGA具有典型的NBS-LRR型抗病基因的保守结构域即P-loop、kinase-2a、kinase-3a和GLPL等结构域。同源性分析结果表明,HaRGA与已知的NBS-LRR型抗病基因的同源性为18.1%~51.1%。根据以上结果推测它们可能与抗病功能基因具有密切联系,已将这10个HaRGA提交到GenBank,登录号为KJ620870~KJ620879。 2.运用荧光定量PCR技术,分析在向日葵锈菌侵染和不同激素(SA、ETH和H2O2)处理条件下HaRGA的表达情况。结果表明HaRGA1和HaRGA4在接种了向日葵锈菌后的抗病植株叶片内表达量均呈现明显上调,而在未接种锈菌的对照叶片中HaRGA1和HaRGA4的表达量变化并不明显。在经过激素处理后,HaRGA1和HaRGA4两个基因的表达量都有明显的变化,其中HaRGA1基因在受双氧水处理后表达量很快就明显上升,并持续大量表达;HaRGA4基因对于水杨酸和乙烯处理的响应更加明显,尤其是在水杨酸处理后该基因持续的显著上调表达,上述结果也显示出得到的这两个HaRGA基因对不同激素有着显著响应。以上结果说明HaRGA1和HaRGA4可能参与了向日葵对锈菌的抗病反应,而且在不同的抗病途径中起着重要作用,这些结果将为向日葵抗锈病基因的研究提供理论基础。