普通菜豆镰孢菌枯萎病抗病相关基因PvMES1的克隆及其优异等位变异的挖掘
批准号:
31401447
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
薛仁风
依托单位:
学科分类:
作物基因组及遗传学
结题年份:
2017
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
葛维德、王德兴、陈剑、刘超、毕春鹏
中文摘要
普通菜豆镰孢菌枯萎病是由尖镰孢菌菜豆专化型引起的一种典型土传病害,在全国各菜豆种植区均有发生,严重影响普通菜豆的产量和品质。水杨酸能够诱导植物产生系统抗病性反应,而水杨酸结合蛋白2是植物细胞内调控水杨酸水平的重要酯酶,该蛋白能够水解水杨酰甲酯,释放游离水杨酸。我们前期研究结果表明水杨酸能够诱导普通菜豆镰孢菌枯萎病的抗病性,因此研究水杨酸结合蛋白2在激发普通菜豆抗病反应过程中的作用成为本项目的关键问题,目前我们已经利用生物信息学方法搜索到普通菜豆中烟草水杨酸结合蛋白2的同源基因PvMES1。本项目拟以普通菜豆品种BRB-130为试材,克隆PvMES1基因,利用原核表达、基因过表达和RNA干扰等技术验证基因功能,通过PvMES1基因多态性与抗病性表型间的关联分析,挖掘PvMES1基因的优异等位变异,开发功能分子标记,分析PvMES1基因的单倍型,为普通菜豆镰孢菌枯萎病抗病分子育种提供理论基础。
英文摘要
Fusarium wilt caused by Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli (Fop) is one of the most serious diseases of common bean (Phaseolus vulgaris L.), and is especially prevalent in China. It seriously affects the yield and quality of common bean. Salicylic acid (SA) is essential for the establishment of systemic acquired resistance (SAR) in plants. Salicylic acid-binding protein 2 (SABP2) is recognized as an important SA-regulated esterase in plants, SABP2’s methyl salicylate esterase (MES) activity is required in healthy systemic tissues of infected plants to release the active and free defense phytohormone SA from methyl salicylate (MeSA), which serves as a long-distance signal for SAR. The results of our previous study indicated that SA enhanced resistance to Fusarium wilt in common beans, therefore the role which SABP2 plays to stimulate systemic resistance in common beans is the key issue in this study. The putative ortholog to SABP2 in genomic database of common bean has been discovered in alignment with the SABP2 nucleotide sequence in tobacco by bioinformatic method, and designed with PvMES1. This study includes that PvMES1 gene is cloned from common bean cultivar BRB-130, and prokaryotic expression technology, overexpression and RNA interference technology are used to identify biofunctions of PvMES1, then the association analysis between PvMES1 polymorphism and resistant phenotypes against Fusarium wilt is performed to discover the elite allelic variation of PvMES1, develop the molecular markers and analyze the haplotypes based on PvMES1 sequence. The results can provide a theoretical basis for highly resistant cultivars breeding of common bean in the future.
普通菜豆镰孢菌枯萎病是由尖镰孢菌菜豆专化型引起的一种典型土传病害,在全国各菜豆种植区均有发生,严重影响普通菜豆的产量和品质。水杨酸能够诱导植物产生系统抗病性反应,而水杨酸结合蛋白2是植物细胞内调控水杨酸水平的重要酯酶,该蛋白能够水解水杨酰甲酯,释放游离水杨酸。我们前期研究结果表明水杨酸能够诱导普通菜豆镰孢菌枯萎病的抗病性,因此研究水杨酸结合蛋白2在激发普通菜豆抗病反应过程中的作用成为本项目的关键问题。本项目分离获得普通菜豆PvMES1基因,完成基因序列分析,通过构建该基因的原核表达体系,纯化PvMES1基因重组表达蛋白,验证重组蛋白体外水杨酰甲酯酯酶活性;利用VIGS技术验证PvMES1基因体内生物活性,通过PvMES1基因的过表达和基因沉默功能验证试验,揭示出PvMES1基因在普通菜豆镰孢菌枯萎病抗病反应中发挥重要作用。通过转录组测序技术分析PvMES1基因介导的普通菜豆抗病相关反应途径,发掘SA介导抗病相关信号传导途径中关键表达基因,为普通菜豆枯萎病抗病分子育种提供重要的种质资源和基因资源,为开发普通菜豆育种中实用的功能分子标记奠定理论基础。
期刊论文列表
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专利列表
DOI:
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发表时间:
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期刊:
作物学报
影响因子:
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作者:
[薛仁风, 王利, 丰明, 葛维德]
通讯作者:
葛维德
Hairy root transgene expression analysis of a secretory peroxidase (PvPOX1) from common bean infected by Fusarium wilt
枯萎病感染的普通豆分泌型过氧化物酶 (PvPOX1) 的毛根转基因表达分析
DOI:
10.1016/j.plantsci.2017.03.011
发表时间:
2017
期刊:
PLANT SCIENCE
影响因子:
5.2
作者:
[Xue Renfeng, Wu Xingbo, Wang Yingjie, Zhuang Yan, Chen Jian, Wu Jing, Ge Weide, Wang Lanfen, Wang Shumin, Blair Matthew W.]
通讯作者:
Blair Matthew W.
Differentially Expressed Genes in Resistant and Susceptible Common Bean (Phaseolus vulgaris L.) Genotypes in Response to Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli.
抗性和感病菜豆 (Phaseolus vulgaris L.) 基因型中对尖孢镰刀菌 (Fusarium oxysporum f) 反应的差异表达基因。
DOI:
10.1371/journal.pone.0127698
发表时间:
2015
期刊:
PloS one
影响因子:
3.7
作者:
[Xue R, Wu J, Zhu Z, Wang L, Wang X, Wang S, Blair MW]
通讯作者:
Blair MW
普通菜豆EXO70基因枯萎病抗性分子机制解析及其优异单倍型鉴定
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批准号:31972962
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项目类别:面上项目
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资助金额:58.0万元
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批准年份:2019
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负责人:薛仁风
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依托单位:
国内基金
海外基金