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马尾松抑制消减文库的构建及抗病性相关基因的克隆

王猛

  马尾松(Pinus massoniana)为我国南方最重要的用材树种,广泛用于建筑、家居和造纸业。松树萎蔫病已经给我国林业造成了巨大的破坏,它是由松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)引起的。由于该病的致病机理复杂性,至今尚未找到有效的防治方法。开展马尾松与松材线虫互作的分子机理研究,不但可以揭示病原物的致病机理和寄主植物的抗病机制,而且对马尾松抗松材线虫病选育及病害的可持续控制具有重要的理论和实际意义。本研究利用抑制消减杂交技术构建了松材线虫诱导的马尾松叶片cDNA文库,分析松材线虫诱导后马尾松基因的表达情况。深入研究和克隆相关抗病基因,对阐明马尾松的抗病机制有重要的意义。 以马尾松为材料,在接种松材线虫后的24小时、48小时、72小时剪取叶片,构建了在松材线虫诱导马尾松叶片的抑制消减文库。随机挑取SSH文库的70个阳性克隆进行测序,共获得59条有效的序列。对59条序列进行BlastX分析,显示9个与未知功能序列相似,6个未找到同源序列。对获得的序列分析表明这些基因涉及新陈代谢、信号传导、胁迫应答、防御蛋白合成、转录调控等多种功能。含有锌指蛋白、苯丙氨酸解氨酶、4-coumarate:CoA ligase、SPI1B、伤害反应蛋白、ABA激素应答蛋白、GTP结合蛋白、Ca2+结合蛋白、细胞色素氧化酶、NBS-LRR蛋白等在抗病过程中发挥作用。文库中发现多个信号转导相关基因,说明在抗病过程中汇总信号转导起到一定作用。另外还发现一些未知功能的基因片段,还有待于进一步研究。 利用RT-PCR和RACE技术分别对苯丙氨酸解氨酶、亲环素和叶绿素a/b捕光蛋白基因进行克隆,获得了cDNA全长。其中苯丙氨酸解氨酶基因全长为2700bp,含有2157bp的开放阅读框,编码718个氨基酸,分子量约为78.20kD,理论等电点为5.81,为亲水蛋白,GenBank登录号为GQ142010。其含有PAL的特征序列GTITASGDLVPLSYIAG,该蛋白无跨膜区。亲环素基因全长为1002bp,含有518bp的开放读码框,编码172个氨基酸,分子量约为18.212 kD,理论等电点为8.82,为亲水蛋白。GenBank登录号为GQ497815。对其编码的氨基酸分析表明:包含典型的亲环素型肽酰脯氨酸顺反异构酶蛋白功能域FKGSSFHRVIPGFMCQGG,含有信号肽,另外还有跨膜结构。对其开放读码框克隆到pET-24a(+)构建了原核表达载体,在大肠杆菌中获得成功表达。叶绿素a/b捕光蛋白基因全长为1062bp,含有825bp的开放读码框,编码274个氨基酸,分子量约为28.98 kD,理论等电点为5.24,为亲水蛋白。GenBank登录号为GQ073386。对其编码的氨基酸分析表明:包含典型的含典型的捕光叶绿素a/b结合蛋白功能域,无跨膜结构。对其开放读码框克隆到pET-24a(+)构建了原核表达载体,在大肠杆菌中获得成功表达。……   
[关键词]:马尾松;抑制消减文库;基因克隆;cDNA末端快速扩增;表达
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:中南林业科技大学2010年