甘蔗抗黄锈病G1标记的分子检测及候选抗病基因WAK的分析

• 作者: 王恒波 陈姝琦 郭晋隆 阙友雄
• 来源期刊: 作物学报
• 关键词: 检测 分子标记 类受体激酶 黄锈病 甘蔗
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 所属期刊栏目: 作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
• 页码范围: 577-586
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3724/SP.J.1006.2021.04131

摘要

甘蔗黄锈病是屈恩柄锈菌(Puccinia kuehnii Butler)引起的一种世界性真菌病害, 导致产量减少和糖分降低, 给甘蔗产业造成严重损失。本研究采用抗黄锈病分子标记G1, 检测我国和世界上重要的甘蔗栽培品种、野生种和近缘属的抗黄锈病基因, 并对扩增的代表性特异条带进行克隆测序、功能注释和聚类分析, 推测其抗性基因的起源和进化。G1检测结果表明, 国内124份甘蔗栽培品种检测到G1标记的有83份, 占66.9%; 国外46份甘蔗栽培品种检测到G1标记的有31份, 占67.4%。34份甘蔗野生种和近缘属中检测到G1标记的有17份, 占50%, 其中割手密种含有该基因比例最高, 为100%。功能注释揭示, G1标记的候选基因编码一种细胞壁连接的类受体激酶, 并在甘蔗栽培品种的单倍体蛋白组数据库中鉴定到3个相似度较高的蛋白, 这些蛋白都有细胞壁受体激酶结构的胞外域、跨膜域和激酶活性的胞内域。聚类结果则清晰展示了抗病候选基因的起源及进化关系, 具体可分为3组, 第1组来源于割手密种和大茎野生种; 第2组来源于大茎野生种、热带种和河八王属; 第3组来源于割手密种、大茎野生种、中国种和栽培品种。研究结果为抗黄锈病甘蔗品种的选育提供重要的抗源支撑, 并为抗性分子机制的解析奠定基础。