利用SLAF和BSR-seq技术筛选农家种红蚰麦抗白粉病候选基因

【作者】 王俊美； 徐飞； 宋玉立； 李亚红； 韩自行； 刘露露； 李丽娟； 张娇娇；

【机构】 河南省农业科学院植物保护研究所农业部华北南部作物有害生物综合治理重点实验室；

【摘要】 由Blumeria graminis f.sp.tritici引起的小麦白粉病是小麦生产中的一种重要病害。种植抗病品种是控制白粉病最经济、安全和有效的措施。红蚰麦是河南省农家品种,多年的室内和田间试验结果表明其对白粉病具有优良的抗性,在抗病育种中具有重要应用价值。通过对红蚰麦与辉县红构建的F_2:3分离群体分析,其抗性由一对隐性抗病基因pmHYM控制,利用SSR标记技术将该基因定位在7B染色体的长臂上,但目前还没有其抗病候选基因的相关报道。本研究通过利用SLAF技术对亲本红蚰麦和辉县红及其后代感、抗池的分析,获得了一个位于7BL染色体上长度为12.95 Mb的抗病候选区域,该区域与SSR标记定位结果一致,且与共分离标记Xmp1207对应的scaffold TGACv1_scaffold₅78754₇BL有5个区域相匹配。进一步利用BSR-seq分析感、抗池的转录表达情况,获得了差异表达转录本。通过SLAF与BSR-seq的联合分析,在候选区域内获得11个上调表达,28个下调表达转录本,其中包含一个抗病相关基因a disease resistance protein RGA4 （Wheat_Chr_Trans_newGene₁6173）,该基因位于scaffold TGACv1_scaffold₅78754₇BL对应区域。利用QRT-PCR分析Wheat_Chr_Trans_newGene₁6173的表达情况,结果表明基因在亲本红蚰麦和辉县红接种白粉菌后16h、24h、48h和72h差异表达倍数分别为2～（3.4）、2～（3.08）、2～（3.29）和2～（2.38）,存在显著差异。利用电子克隆技术获得了两个亲本中基因的全长序列,序列全长3 780bp编码完整的ORF框,通过蛋白结构分析其包含一个NB-ARC,5个leucine-rich repeat和1个LRR₃,两个亲本编码的氨基酸序列在510位存在差异。该候选基因在抗病中的作用机制正在进一步研究中。更多还原