烟草野生种eIF4E1-S同源基因的多样性与马铃薯Y病毒抗性分析

• 作者: 黄昌军 陈学军 于海芹 袁诚 刘勇
• 来源期刊: 中国烟草学报
• 关键词: 烟草 野生种 eIF4E基因 马铃薯Y病毒 抗性
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 生物技术|BIOTECHNOLOGY
• 页码范围: 73-80
• 页数: 8页
• 语种: 中文

摘要

[背景和目的]在栽培烟草中,真核生物翻译起始因子(Eukaryotic translation initiation factor 4E1,eIF4E1-S)的缺失或突变能够抗马铃薯Y病毒(Potato virusy,PVY)侵染.为了解烟草野生种eIF4E1-S同源基因的多样性和PVY抗性状况,预测野生种含有抗PVY新基因(即不同于eIF4E1-S基因缺失或突变的基因)的可能性.[方法]本文设计了普通烟草eIF4E1-S和其同源基因eIF4E1H-T(非感病基因)的特异引物,扩增测定了34个烟草野生种的同源基因cDNA序列,分析了野生种PVY抗性与感马铃薯Y病毒属病毒eIF4E蛋白关键结构域序列(loop1和loop2)的相关性.[结果]在eIF4E1-S同源基因的系统进化树上,绒毛烟草组(Tomentosae)的4个抗PVY野生种Nicotiana otophora、N.setchelli、N.tomentosa、N.tomentosiformis聚成一组,loop1和loop2的氨基酸序列与eIF4E 1H-T一致,这4个野生种对PVY的抗性可能与eIF4E1进化为eIF4E 1H-T有关、包含抗PVY新基因的可能性较低.圆锥烟草组(Paniculatae)的4个抗PVY野生种N.benavidesii、N.raimondii、N.cordifolia、N.knightiana聚成一组,同源基因氨基酸序列与eIF4E1-S一致率高于eIF4E1H-T,但loop1和loop2氨基酸序列相互之间差异较大,这4个野生种包含抗PVY新基因的可能性中等.与eIF4E1-S聚成一个小分支的N.glauca、N.noctiflore、N.africana高抗5个PVY分离物(包含可克服va抗性的PVY分离物),其中N.glauca、N.noctiflore的同源基因loop1氨基酸序列与eIF4.E1-S相同,loop2与eIF4E1-S之间只有1-2个氨基酸差异,N.afri1cana同源基因loop1与eIF41S和eIF4E1H-T差异较大、loop2与eIF4E1-S之间只有1个氨基酸差异(V97M).推测这3个野生种的PVY抗性与eIF4E1的突变无关且含有新的抗PVY基因可能性高,可作为重点抗源研究利用.[结论]根据PVY侵染栽培烟草所利用的寄主因子eIF4E1-S基因的同源基因的多样性,抗PVY烟草野生种存在抗PVY新基因的可能性划分为高、中和低三档.N.glauca、N.noctiflore、N.africana含有新的抗PVY基因可能性高于其他供试野生种.