黑籽南瓜中NBS类抗病基因同源序列的克隆与表达分析

• 作者: 丁玉梅 仲莎 周晓罡 姚春馨 张兴国 杨正安 高婷
• 来源期刊: 农业生物技术学报
• 学科: 农学
• 关键词: 黑籽南瓜 核苷酸结合位点(NBS)类基因 保守结构域 qRT-PCR
• 年，卷（期）: 2018,（8）
• 所属期刊栏目: 研究论文与报告
• 页码范围: 1305-1317
• 页数: 13页
• 分类号: S642
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-7968.2018.08.004

摘要

黑籽南瓜(Cucurbita ficifolia)是云南特有的对病害有较强抗性的一种瓜类作物.为发掘利用其蕴含的优异抗病基因资源,本研究根据已克隆到的植物核苷酸结合位点(nucleotide binding site,NBS)类抗病基因的保守氨基酸结构域基因设计简并引物,通过PCR扩增从黑籽南瓜基因组中分离了8条黑籽南瓜抗病基因同源序列(resistance gene analogous,RGAs),聚类分析和相似性比较结果显示,黑籽南瓜抗病基因同源序列2(black seed squash resistance gene analogous 2,HQRGA2(GenBank No.:MG946756)单独为一类,且具有核苷酸结合衔接子(nucleotide-binding adaptor shared by APAF-1,Rproteins and CED-4;NB-ARC)结构,其余7条序列均不具有NBS保守结构域.核苷酸相似性分析表明,HQRGA2与部分抗病基因序列的相似性达到87％～99％,其中与南瓜(Cucurbita maschata)NBS类抗病蛋白基因13(squash resistance gene analogous,SQRGA-13)和SQRGA-8的相似性分别达到98.0％和97.0％.对HQRGA2编码的氨基酸保守结构域分析表明,其含有NBS类抗病基因的4个保守模块:P-loop、Kinase-2、Kinase-3a和GLPL区,且属于无Toll蛋白或白介素1受体类似的NBS富亮氨酸重复(non toll/interleukin-1 receptor like of NBS plus leucine-rich region,non-TIR-NBS-LRR)类抗病基因同源序列.HQRGA2编码氨基酸的同源性分析结果表明,其与南瓜抗病蛋白基因SQRGA-13氨基酸同源性较高,达到96.6％,与其余抗病基因同源性在16.6％～43.8％之间,NBS区域氨基酸系统进化树分析结果表明,HQRGA2可能是一个新的抗病基因片段.qRT-PCR分析表明,黑籽南瓜HQRGA2片段的表达受尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)的胁迫诱导,表现出先扬后抑的表达模式,说明HQRGA2可能为抗病相关基因片段.黑籽南瓜中NBS类抗病基因同源序列HQRGA2的获得为分离克隆其完整抗病基因提供了新线索.