抗黄矮病小麦易位系基因组TAC和cDNA文库的构建及筛选的研究

来源 :中国农业科学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shenjin62
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利用抗黄矮病小麦—中间偃麦草易位系HW642的细胞核DNA构建了1个可转化人工染色体(transformation-competent artificial chromosome,TAC)文库。文库由2.3×10~6克隆构成,重组率为90.48%,平均插入片段大小为22kb左右,约覆盖普通小麦单倍体基因组2.5倍,在该文库中分离得到单拷贝DNA序列的概率是95.77%。文库保存在24块96孔板中,每个孔中约含有1000个不同的重组克隆,采用Pooled PCR的方法对文库进行筛选。 对HW642一周龄幼苗接种饲黄矮病毒蚜虫,接种48h后取幼叶提取mRNA构建了一个cDNA文库,文库的滴度为1.5×10~6pfu/ml。随机挑取103个重组克隆,用限制内切酶EcoR Ⅰ、Xho Ⅰ消化,统计分析结果表明插入片段在150~4000bp之间,平均插入片段大小为2000bp左右,重组率为95.15%。 用来源于小麦7DL的简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)引物wms37扩增中间偃麦草、抗病易位系及感病材料,得到1条与抗性共分离的特异条带,约450bp。将此特异标记条带转化为SCAR(sequence characterized amplified region)标记,命名为SC-W37,用于筛选HW642基因组TAC文库,得到12个阳性克隆,对阳性克隆进行了PCR-Southern验证。分别以中间偃麦草、中国春基因组总DNA为探针与限制酶HindⅢ消化后的阳性克隆做反向Southern杂交,有2个克隆在杂交信号强弱上表现差异,但五种限制内切酶的RFLP分析结果没有找到中间偃麦草特异的多态性片段。 以SC-W37在中间偃麦草中的扩增产物作为探针筛选所构建的HW642 cDNA文库,得到2个阳性克隆。其中1个具有完整的开放读码框,长度为822bp,编码273个氨基酸。经NCBI分析同源性和EMBL分析结构特征,该蛋白序列与已发表的防卫反应基因抑制素(prohibitin)氨基酸序列有很高的同源性,与植物的抑制素序列的同源性为82.28%:与酵母的抑制素序列同源性为90.07%;与人和鼠的抑制素序列同源性为82.27%,并有其明显的结构特征。Southern杂交结果表明该基因为单拷贝序列,来源于小麦,可以作为小麦的抑制素候选基因,因此把它命名为w-ph。Northern杂交结果说明,该基因为低丰度组成型表达。根据w-ph两端序列设计引物扩增HW642、两个不同来源的中间偃麦草及感病亲本中8601基因组DNA,得到2~5条扩增带。以w-ph作为探针进行PCR-Southern杂交分析,在HW642中得到1条与阳性对照大小相同的杂交带,说明w-ph基因是缺少内含子的;而在中间偃麦草和中8601各有1条约1.8kb的杂交信号,说明在它们的基因组中也存在着Wph的同源序列。另1个阳性克隆长度为1050hp 为1不完整的核昔酸编码框,具有抗水解酶2归bhydrolase二)的同源序列,命名为 w心bh,在基因组中为中低拷贝序列,在BYDV和冷诱导后表现低丰度组成型表达。LA-PCR扩增产物的Southern杂交结果说明w-abh作为一个基因的一部分也是缺少内含子的。 利用抗病基因类似物探针STI筛选HW642 cDNA文库得到二个阳性克隆a-7和Stl22,核昔酸长度分别为1095hp 和122fop,编码281 和305个氨基酸,分别与植物螫合素合成酶和紫酸磷酸酯酶具有较高的同源性。
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