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文档简介
1、新型小麦抗白粉病基因Pm4被鉴定(2021.3.12 iPlants)2021年3月11日,Nature Plants杂志在线发表了瑞士苏黎世大学Beat Keller团队题为“Wheat Pm4 resistance to powdery mildew is controlled by alternative sple variants encoding chimer proteins”的研究论文。该研究通过MutChromSeq方法克隆了小麦白粉病抗性基因Pm4b,该基因编码一个激酶-MCTP蛋白。研究表明,该基因通过可变剪切产生两个具有不同结构域的同异构体,两者能相互作用并定位在内质网上
2、。此外,两个同异构体都对小麦抗白粉病是必需的。因此,该研表明揭示了主要作物中种群特异性抗性机制的额外且独特的分子基础。白粉病是由真菌中的白粉菌科白粉菌引起的植物病害。白粉菌为外寄生性,菌丝体暴露在寄主植物的叶,茎,嫩梢,芽,花,花蕾和果实的表面,并产生大量由菌丝体,分生孢子梗和分生孢子构成的肉眼可见的白色粉状物。白粉病是植物中一种最常见,最普遍的世界性真菌病害,包括约500种白粉菌细菌种危害10000种不同植物物种。受感染叶片枯黄,花蕾移位,果实开裂等,给农作物生产,园艺和林木工业造成巨大的损失。因此克隆植物体内抗白粉病的基因就显得尤为重要。串联激酶蛋白(tandem kinase prote
3、in, TKP)含有两个激酶结构域,是在麦类作物(小麦和大麦)中发现的一种新类型的抗病基因。目前从麦类作物中已经克隆到的串联激酶基因有大麦抗秆锈病基因Rpg1,大麦抗散黑穗病基因Un8,小麦抗条锈病基因Yr15、小麦抗秆锈病基因Sr60和小麦抗白粉病Pm24。该研究首先在小麦Federation品种中的Fed-Pm4a和Fed-Pm4b品系中评估两个Pm4等位基因的抗性谱,研究发现两者主要在病菌穿透前水平上赋予了快速起作用的抗性,但也导致了一些细胞死亡。随后通过MutChromSeq方法对18个pm4b突变体进行测序,克隆了pm4b基因为AET2Gv2129620,该基因有两个可变剪切体Pm4
4、bV1和Pm4bV2,并发现两者对小麦抗白粉病都是必需的。研究发现,Pm4bV1和Pm4bV2蛋白共享前五个外显子,编码具有丝氨酸/苏氨酸特异性的激酶结构域,但它们的C末端不同。Pm4bV1的C端具有单个C2C结构域,而Pm4bV2的C端具有两个PRTC结构域并偶联C2D结构域。此外,Pm4bV1和Pm4bV2還能相互作用,并通过细胞定位实验表明Pm4bV2可能通过形成与ER相关的复合物而将Pm4bV1从细胞质中募集到ER。进一步,该研究为了测试克隆的Pm4b候选基因是否足以赋予对小麦白粉病的抗性,将Bgt96224易感小麦品种"Bobwhite S26"与Pm4bV1和P
5、m4bV2的两个全长cDNA稳定地共转化,研究发现两个转录本的转化,可以赋予对小麦白粉病的抗性,并且要是两者同时存在才行,与上述突变体分析p 相符。进化分析p 表明在各种小麦属物种中编码完整的全长Pm4V1-和Pm4V2-like蛋白的18个Pm4同物。Pm4同物存在于黑麦和大麦的同2组染色体上,以及在二倍体,四倍体和六倍体小麦的A,B和D基因组上。而且,"中国春" 的小麦参考基因组序列中不存在Pm4,完全没有Pm4等位基因或同系物。研究分析p 表明Pm4可能是丝氨酸/苏氨酸激酶与MCTP家族成员的C端部分之间的基因融合事件所致。综上所述,Pm4是一种有价值的基因
6、,可用于抗病育种,因为Pm4等位基因对从中国和美国等经济相关的小麦种植地区的Bgt分离株有抗性。猜你喜欢 激酶白粉同 温室白粉虱染色体水平基因组图谱组装成功(2021.4.13 科学网)三农资讯半月报(2021年7期)2021-04-28涂白东坡赤壁诗词(20年1期)20-04-30同宾语的三大类型与七项注意新高考·英语进阶(高二高三)(20年8期)20-01-15癌细胞“杀手”科学24小时(20年1期)20-01-10傻事当代教育(20年4期)20-01-08纳豆激酶五问养生大世界(20年12期)20-12-06温室番茄白粉虱的生态防治长江蔬菜·技术版(20年2期)20-03-07同异义
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