基于番茄GWAS定位和克隆灰霉菌抗性基因及功能鉴定

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Red_Cell
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本研究对300份重测序番茄材料接种灰霉菌鉴定灰霉病抗性,经过三次重复接种鉴定,统计叶片发病面积,用病斑面积与重测序获得的SNP进行关联分析,定位了与灰霉病抗性显著相关的12个位点,其中有十个位点与前人定位的区段大体一致或存在重叠,从中候选抗病相关基因进行转基因,对功能初步鉴定,确认了几个有功能的基因。其中发现了一个对抗病及花青素积累具有显著作用的锌指蛋白,并对其功能进行了重点鉴定。1.初步完成了对大部分候选基因T0代转基因植株的灰霉病抗性鉴定。筛选到几个抗病基因和感病基因,正对这些基因进行较深入的基因功能验证。2.GW7的超量表达植株出现变紫的表型,对T0代超量植株阳性检测后检测该基因的表达量发现,超量效果非常明显,并与表型颜色高度相关。3.对该基因T0代植株接灰霉菌后观察其发病情况发现颜色较紫的植株叶片变得明显感病,这与之前报道说花青素在抗灰霉病方面起作用不太一致,推测这个基因可能影响了其他方面的机制才出现这样的结果。4.对该基因在A57植株中做组织表达谱发现该基因主要在花中表达,更具体的说是花瓣中表达。5.检测灰霉病抗性相关的基因的表达量发现,大部分基因出现下调表达,推断GW7可能在抗病途径中起作用。6.通过做酵母双杂找到了几个与GW7互作的基因,其中有与花青素合成调控相关的基因,如:b HLH79、MYBL1、WD40;灰霉病抗性相关的基因,如:PI-I、CSN5b;果实成熟相关的基因,如:MADS-box。在超量植株中检测这些基因的表达量发现均出现下调表达。7.亚细胞定位发现GW7定位于细胞核。我们在酵母体内进行了GW7的转录激活活性分析,发现GW7没有转录激活活性;通过报告基因LUC与GUS基因活性分析发现GW7可能存在转录抑制活性,推测GW7可能是一个转录抑制子,负调控基因的表达。另外,对酵母双杂钓出的几个互作基因的表达量分析发现,几个基因的表达均受到比较明显的抑制,也证明了GW7可能是一个抑制子,而且是一个比较典型的转录抑制因子。8.在T0代植株中检测花青素合成途径一些结构基因的表达量发现,F3’5’H表达明显上调表达,DFR也表现为上调表达。推断GW7可能与这些基因存在调控关系。酵母单杂点对点验证发现MYBL1能够与F3’5’H启动子结合,从而可能调控该基因的表达,同时GW7与F3’5’H启动子也存在一定的结合作用。9.对可能调控颜色调控的三个基因:b HLH79、MYBL1、WD40进行了超量表达和抑制表达,发现从表型上看,叶片颜色没有多大影响,可能需要对花青素含量进行具体测定看是否有改变。我们进一步通过VIGS进行基因双干涉及三个基因干涉发现颜色有一定的变化,推测颜色的变化是通过这些基因共同作用,而且起负调控作用。10.其他在T0代筛选到的抗性基因尚在功能验证的初步阶段,仍有很多工作要做。
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