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拟南芥数量性状抗病基因Qpm3.1的精细定位和克隆

来源：花匠小妙招时间：2024-11-04 22:31

【摘要】：拟南芥与丁香假单胞杆菌是研究植物与病原物互作的模式系统。本实验室前期在研究拟南芥数量抗病性自然变异的过程中,用病原细菌Pseudomonas syringae pv.maculicola(Psm)ES4326接种Col-0×Aa-0重组自交系,通过数量性状位点(QTL)作图分析,在三号染色体上发现一个贡献对Psm数量抗性变异的位点,将其命名为Qpm3.1(QTLto PsmES4326)。为了对Qpm3.1进行精细定位,在Col-0×Aa-0 F6群体内筛选与Qpm3.1紧密连锁标记的位点为杂合基因型的单株,并以其后代构建杂合自交系群体(HeterogenousInbred Family,HIF)。利用HIF群体在涵盖Qpm3.1的两个分子标记SNPCA200和SNPCA265之间筛选遗传交换单株,由5 000株的HIF群体内共获得619株重组子。根据重组子及其自交后代的表型是否与基因型共分离的特征进一步将Qpm3.1定位于距离为27kb的两个分子标记之间。经序列分析发现在该区间共包含8个已注释基因和一个仅在抗性亲本Aa-0中存在的新基因。对这些候选基因克隆并进行遗传转化HIF-C植株(基因型为qpm3.1),结果表明此新基因贡献了对Psm的抗性,具有Qpm3.1已知的所有功能,PCR分析显示其广泛存在于拟南芥大部分生态型中。通过Smart技术克隆Qpm3.1的全长cDNA,测序结果表明Qpm3.1有3种不同剪接形式的转录本,RT-PCR结果显示中间长度的转录本丰度最高,其余两种转录本含量较少。在HIF-C植株中组成性表达这3个转录本,结果显示只有最长的转录本贡献了对Psm的抗性。Qpm3.1编码蛋白的N端含有典型的Ankyrin结构域,C端含有跨膜结构,与经典抗病蛋白不同。因此,进一步解析Qpm3.1发挥作用的分子机理,将为深入理解拟南芥抗病性自然变异的分子机制以及植物一病原物互作的分子基础提供重要参考。

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