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梨抗黑星病类似基因Hcrp和启动子克隆与类受体蛋白分析

李智

   梨在我国具有广泛而悠久的栽培历史。梨黑星病(Venturia nashicola Tanak et Yamamota)是世界性梨树的重要病害,在我国南北梨区均有发生,尤其在河北、山西、陕西等地危害严重,主要危害梨叶片和果实,造成早期落叶和幼果畸形等,严重影响了梨果品的产量和品质,阻碍了梨产业的发展。因此抗病育种是控制病害的最根本、最有效的方法之一,随着生物技术的迅速发展,为梨抗病育种提供了新的途径,不仅缩短了育种周期、加快了育种进程、拓宽了育种范围,而且解决了传统育种中梨自交不亲和、童期长等困难,然而在梨抗黑星病基因工程方面的研究尚未见报道。 本文旨在分离梨抗黑星病基因Hcrp及其启动子,并运用生物信息学对其进行了全面的功能预测分析。在此基础上,又对18个梨品种的抗病基因进行了遗传变异研究,主要研究结果如下: 1.利用同源克隆技术,在翠冠梨上分离出一个抗黑星病基因Hcrp,全长3055bp,包含一个2928bp的开放阅读框(ORF),不含有内含子,编码975个氨基酸。其编码的蛋白质大小为109.4 kD,等电点为5.75,在核苷酸和蛋白质水平上都与苹果上的抗黑星病基因家族Hcrvfs非常相似。Hcrp蛋白属于R基因编码的LRR-TM(亮氨酸重复序列-跨膜)型细胞外分泌型蛋白。生物信息学分析显示,该蛋白主要有28个由α螺旋和β折叠构成的亮氨酸重复序列(LRR),有多个蛋白质修饰和活化位点,三级结构为环状螺旋蛋白。 2.利用同源克隆得到了四条Hcrp基因上游的候选序列,然后设计引物验证后得到了Hcrp基因的上游启动子序列,长907bp,生物信息学分析发现具有启动子所必需的各种元件,还有多种可能应答胁迫的元件,其中包括BIHD、DOF、GATA BOX、GT1、W BOX、WRKY、MYB、MYC、SIF BOX、IBOX等。转录起始位点(TSS)很可能在翻译起始位点上游-39bp处。 3.18个梨系统进化为四组,组Ⅰ(金秋梨、绿宇红、金川雪梨、硕丰、晚三吉)的Ka/Ks最高,为1.275>1,受到的正向选择最大,极显著高于Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组。四组之间的核苷酸多样性没有显著差异,而亮氨酸重复序列区域的变异较两端大。插入删除多态性中性测验显著,Tajima s D=2.04978(p<0.05),白梨、砂梨、日本梨群体遗传差异小,三者之间有较强的基因交流。……   
[关键词]:;黑星病;抗病基因;启动子;类蛋白受体分析
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:华中农业大学2010年