文献类型： 中文期刊

作者： 丁延庆 ¹ ; 董旋 ¹ ; 赵德刚 ¹ ;

作者机构： 1.贵州大学农业生物工程研究院/生命科学学院/山地植物资源保护与种质创新省部共建教育部重点实验室;贵州省农业科学院

关键词： 杜仲几丁质酶1基因(EuCHIT1);小麦;条锈菌;抗病

期刊名称： 农业生物技术学报

ISSN： 1674-7968

年卷期： 2017 年 06 期

页码： 1013-1022

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 小麦条锈病是一种严重的真菌病害,导致小麦(Triticum aestivum)产量和品质的下降,探索利用外源基因提高条锈病抗性对小麦育种具有重要意义。本研究利用农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的遗传转化法将杜仲几丁质酶基因(eucommia ulmoides chitodextrinase gene,EuCHIT1)遗传转化小麦品种"贵紫3",通过β葡萄糖醛酸酶(β-glucuronidase,GUS)组织化学染色和PCR鉴定获得T1代转基因小麦植株,对转基因和野生型小麦的几丁质酶活性、保护性酶活性、条锈病抗性以及病程相关蛋白基因相对表达量比较分析。结果表明,转基因小麦几丁质酶活性平均为3 328.63 U/g FW,比野生型高42.21%。接种条锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici)小种CYR32后7 d,转基因小麦过氧化氢酶(catalase,CAT)、超氧化物歧化酶(super-oxide dismutase,SOD)和过氧化物酶(peroxidase,POD)平均活性分别为211.91、448.37和81.30U/g FW,野生型植株CAT、SOD和POD分别为159.95、294.38和37.87 U/g FW,转基因植株比野生型分别高32.48%、49.76%和114.68%;转基因小麦丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量平均为8.69 nmol/g FW,比野生型低29.23%(12.28 nmol/g FW)。对野生型和转基因小麦接菌后,转基因小麦叶片发病时间比野生型推迟了9 d,接菌14 d后对小麦叶片条锈病进行抗性鉴定,结果表明,转基因小麦表现为高抗,野生型小麦表现为中感。小麦旗叶病变长度统计结果显示,转基因植株旗片病变长度极显著低于野生型。病程相关蛋白基因相对表达量分析表明,接菌前转基因小麦中病程相关蛋白1(pathogenesis-related protein,PR-1)、病程相关蛋白2(pathogenesis-related protein,PR-2)和病程相关蛋白5(pathogenesis-related protein,PR-5)基因表达量平均为野生型1.14、6.61和3.87倍,接菌后转基因小麦表达量平均为野生型的2.14、3.41和7.55倍。综上所述,转基因小麦提高了对条锈病抗性,可能与保护性酶活性的提高以及病程相关蛋白基因表达上调有关。本研究为创制抗条锈病转基因小麦材料提供了基础,同时为进一步研究EuCHIT1基因功能机制提供理论依据。