【摘 要】
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稻瘟病是水稻最严重的病害之一,在世界范围内引起水稻大量减产。挖掘新的抗性基因,培育新型抗病品种是防治稻瘟病的最环保且有效的方法。研究水稻抗病分子机制是水稻抗性育种进行遗传改良的重要基础。Pi63是水稻4号染色体上克隆的抗性基因,田间试验表现为广谱抗性。已有研究结果表明,Pi63的抗性与其表达水平呈正相关。启动子是控制基因表达的重要组件,对抗性基因启动子的表达特性进行研究是阐明抗病分子作用机制的重要
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稻瘟病是水稻最严重的病害之一,在世界范围内引起水稻大量减产。挖掘新的抗性基因,培育新型抗病品种是防治稻瘟病的最环保且有效的方法。研究水稻抗病分子机制是水稻抗性育种进行遗传改良的重要基础。Pi63是水稻4号染色体上克隆的抗性基因,田间试验表现为广谱抗性。已有研究结果表明,Pi63的抗性与其表达水平呈正相关。启动子是控制基因表达的重要组件,对抗性基因启动子的表达特性进行研究是阐明抗病分子作用机制的重要途径,本研究对稻瘟病抗性基因Pi63的启动子进行了表达分析,取得研究结果如下:(1)对pPi63:GUS转基因植株进行了分子鉴定及拷贝数鉴定,并对单拷贝植株的不同组织进行了GUS染色。染色结果显示,Pi63启动子驱动的GUS在叶和叶鞘中表达水平较高,在枝梗和护颖中表达水平较低,在茎、根和成熟的种子内没有表达。上述结果表明:Pi63启动子具有一定组织特异性。(2)对T1代及T2代Pi63转基因植株进行了分子鉴定及拷贝数鉴定,选取单拷贝植株进行稻瘟病菌活体接种实验,通过qPCR对接种前后Pi63及防御相关基因的表达量变化进行了分析。结果显示,Pi63的表达受稻瘟病菌诱导上调,并在诱导后36 h达到峰值,在36-48 h间迅速下调,随即再次上调。上述结果表明:Pi63启动子是一个对稻瘟病菌侵染迅速产生应答的诱导型启动子。(3)对pPi63:GUS转基因单拷贝植株进行了激素诱导表达后的GUS染色,染色结果显示,在外源SA处理条件下,Pi63启动子驱动的GUS表达显著上调,外源MeJA处理后,Pi63启动子驱动的GUS表达明显下调,6-BA、ACC和NAA处理前后,GUS表达无明显变化。上述结果表明:Pi63主要参与了SA和JA介导的抗病途径。(4)对T1代pPi63-P0、P1、P2、P3:GUS转基因单拷贝植株叶片进行GUS染色,染色结果显示,所有叶片均可染色,不同缺失体染色程度不同,其中P1最深,P0次之,P2和P3染色程度较浅。上述结果表明:Pi63启动子-1367-2148bp间存在正调控元件,推测与茉莉酸响应元件相关,-2148-2896bp间存在负调控元件,推测与生长素响应元件相关,从而调节了抗性与产量间的平衡。
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