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【6h】

小麦Pm21抗白粉病的差异蛋白质组学

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小麦白粉病是由小麦白粉菌引起的破坏性的叶部病害。小麦白粉菌是专性寄生菌，有不同的生理小种。Pm21基因是中国学者发现的一个小麦抗白粉病基因，该基因位于簇毛麦(HaynaldiaVillosa2n=2x=14，VV)6V染色体短臂，通过染色体添加、代换和易位转入普通小麦，它对中国现有的多数白粉病菌系或小种及120个欧洲生理小种具有抗病作用。本研究以小麦感病品种百农3217及其近等基因系(含Pm21)为材料，观察分析接种白粉菌15号生理小种后的显微差异，确定两个材料与白粉菌的互作特点；进行蛋白质组分析，寻找相关的抗病蛋白，分析抗病表达蛋白的调控机理；并针对其中一个可能的抗病相关蛋白--富脯氨酸蛋白(Prolinerichfamilyprotein，PRP)，进行了基因克隆和功能的初步分析。
　　 本研究在小麦白粉菌抗病机制研究、利用生物工程技术提高小麦抗病能力，实现抗病分子育种和小麦高产具有重要意义。获得的主要结果如下：
　　 1.显微结果表明，接种后，植物叶片和白粉菌呈现显著不同的互作特点。接种初期(4h)，两个材料中，白粉菌孢子萌发、生长无明显差异；接种12h，感病材料中，孢子附着处的叶片表皮细胞壁出现明显凹陷，白粉菌初生芽管较短；在抗病材料中，初生芽管比较长；接种48h，抗病材料表面，孢子生长明显受到抑制；接种96h，感病材料叶片表面菌丝密布，抗病材料中，被侵染的细胞内表面菌丝生长明显受到抑制，被侵染的细胞呈现细胞过敏性反应。
　　 2.利用双向电泳技术，以接菌6h，96h的叶片全蛋白和4h后的亲水蛋白、膜蛋白为材料，比较白粉菌侵染感病和抗病材料的蛋白质表达变化，分别获得51个，97个，45个和13个蛋白差异点；其中，蛋白表达差异达到2倍以上的共计104个。
　　 3.质谱分析得到49个蛋白点的结果。其中，有许多与光合作用和光呼吸有关的蛋白，例如Rubisco酶大亚基、小亚基、放氧复合体、叶片谷氨酰胺同工酶、质体谷氨酰胺合成同工酶、丝氨酸乙醛酸氨基转移酶、β-1，3-葡聚糖苷酶前体和抗坏血酸过氧化物酶等在抗病材料中均上调表达。另外，发现PRP蛋白、β-转化生长因子受体、BTB/POZ结构域、锌指结构域、NAC转录因子、钙调蛋白等上调表达，这些蛋白可能参与到抗病机制中。
　　 4.从小麦总RNA中扩增获得富脯氨酸蛋白TaPRP基因的cDNA序列，编码区为1137bp，编码378个氨基酸；农杆菌介导将TaPRP基因导入烟草，得到了转基因烟草株系3株；冷处理实验表明，转基因植物的电解质电导率显著降低。

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