小麦及簇毛麦SGT1的克隆和功能分析

【摘要】：SGT1是多种植物抗病基因介导的抗病信号途径中的重要元件,可同时介导NB-LRR及其他类型R蛋白的防卫反应。为了研究SGT1基因在小麦抗病反应中的作用,根据小麦中与该基因相关的EST序列设计引物,采用RT-PCR和RACE方法,从小麦cDNA中分离出包含SGT1基因全长编码区的cDNA序列,暂命名为TaSGT1。用同样的方法,从簇毛麦cDNA中也分离出包含SGT1基因全长编码区的cDNA序列,暂命名为HvSGT1。TaSGT1编码具有377个氨基酸的蛋白,具有SGT1蛋白典型的5个功能域,包括TPR区、VR_1区、CS区、VR_2区和SGS区,与大麦的SGT1蛋白具有97.3%同源性,与簇毛麦的SGT1蛋白具有95.0%同源性。Southern blot分析结果显示,SGT1基因在小麦基因组中有3个拷贝。表达分析结果表明,被条锈菌诱导以后,SGT1在扬5和92R137中都是组成型表达,诱导前后表达量没有改变。而被白粉菌诱导以后,SGT1在抗病簇毛麦中是被诱导表达的,大麦黄矮病毒、白粉病菌、纹枯病菌和赤霉病菌侵染小麦均可诱导SGT1基因转录水平上调,说明SGT1可能参与了小麦不同抗病抗病反应。利用洋葱表皮细胞定位分析表明,HvSGT1与GFP融合蛋白在细胞核与细胞质中表达。用农杆菌介导法将HvSGT1基因导入野生型烟草,获得的该基因超量表达的T_2代转基因植株,接种烟草赤星菌后表现为高抗,表明HvSGT1与烟草的真菌病抗性密切相关。用基因枪法将HvSGT1基因导入普通小麦品种扬158,获得的该基因超量表达的T_1代转基因植株,接种小麦白粉菌后表现为中抗,初步表明HvSGT1参与了小麦的抗白粉病途径。