基于GWAS定位的番茄灰霉菌抗性相关基因GW9和GW13的功能鉴定

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xzhtqx
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本论文是基于对300多份番茄重测序材料接种灰霉菌,将其病斑面积与测序结果进行GWAS(Genome-wide association study)关联分析,候选出抗性基因。对初步候选的基因进行遗传转化,并对转化植株进行多次重复接病处理后,筛选出稳定抗性或感性基因,同时对其功能进行了鉴定。初步结果如下:1.对GWAS候选基因的T0代超量转基因材料进行接种鉴定,初步筛选出相对于对照偏感或偏抗的候选基因材料。2.对候选基因的T1、T2代进行重复抗性鉴定,进一步筛选出稳定抗、感材料GW13以及GW9。与对照相比,GW13超量表达植株表现偏抗的表型,而GW9超量表达植株表现出偏感的表型,其他方面并无明显差异的表型。3.分别分析GW9以及GW13两个基因在A57中受灰霉菌的诱导程度,结果表明两个基因在对灰霉菌较抗的TS材料中表达量均不同程度的提高,而在对灰霉菌较感的TS材料中表达量均不同程度的下降,说明两个基因都受到灰霉菌的诱导表达,但是具体机制并不清楚。4.对GW9和GW13两个基因SNP位点分析发现,在不同的抗感TS材料中,GW13编码框内有一个SNP位点的差异。GW9的编码框内并没有检测到SNP位点的差异,但是在其5‘端上游2k的启动子区域有个别碱基的差异,我们推测GW9受其他基因的调控,使转基因材料功能变化。但是GW9功能的获得原因还需要进一步验证。5.酵母双杂钓出与GW9互作的基因:SRC2同源基因以及富含CHP类锌指蛋白。这两个基因都被报道参与植物的抗逆性。其中,SRC2同源基因参与活性氧的调控。6.对GW9超量表达的株系进行接种灰霉菌处理,并对其处理前后进行DAB染色,结果显示,超量表达GW9的转基因材料清除活性氧的能力要显著弱于对照。7.在GW9以及GW13的转基因材料中,对几个已经报道过的抗病信号途径中的标记基因进行表达量检测,GW9中均出现不同程度的上调或者下调。在GW9转基因株系中,与清除活性氧相关的几个基因如SOD、POD、CAT等表达量上调的幅度最大。而在GW13转基因株系中,乙烯信号途径的标记基因ERF1b以及茉莉酸信号途径的标记基因PI-I、PI-II在GW13转基因超量植株中表达量显著上调,而水杨酸信号途径的标记基因在NPR1在GW13转基因超量植株中的表达量出现一定的下调。8.在激素ET、ABA突变体中分别分析两个基因的表达量,GW9及GW13两个基因的表达量均下调,结果表明两个基因有可能均参与到激素信号途径中,并可能受到两种激素的负向调控。但有关于GW9及GW13的功能仍然需要进一步深入研究。
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