花生AFLP遗传图谱构建及青枯病抗性QTL分析

青枯病抗性分子标记能为花生抗青枯病育种提供辅助选择技术,以抗青枯病品种远杂9102与感病品种Chico杂交构建的重组自交系群体(RIL)为材料,用66对具多态性的引物(EcoR I/MseI引物组合35对,MluI/MseI引物组合14对,PstI/MseI引物组合17对)对其进行扩增,共检测到324个多态性位点。应用JoinMap(3.0软件对这些多态性位点进行遗传连锁分析,构建了一张栽培种花生的AFLP遗传连锁图。该图谱包含98个AFLP标记,涉及20个连锁群,覆盖总距离285 cM,标记间平均图距为2.90 cM。结合RIL群体的青枯病抗性鉴定结果,利用分析软件QTLNetwork(2.0共检测到与青枯病抗性相关的3个QTL(qBWr1、qBWr2和qBWr3)。其中,qBWr1和qBWr2均位于第4连锁群,qBWr3位于第14连锁群。这3个QTL形成2对具有加性×加性上位性互作效应的QTL区段(qBWr1/qBWr3和qBWr2/qBWr3),贡献率分别为12.81%和16.56%,共解释青枯病抗性总变异的21.62%。

花生抗青枯病相关基因的差异表达

以抗青枯病花生品种‘远杂9102’和感病品种‘中花12’为材料,用高致病性青枯菌株对其进行接种处理,利用cDNA-AFLP技术,分析了侵染后48 h内5个时间点的基因表达情况。从256对引物组合中筛选到119对引物,扩增出709条差异表达的转录衍生片段(Transcript-derived fragment,TDF),包括抗病品种与感病材料的差异以及接种与未接种间的差异等6种差异表达模式。对其中98个TDF进行了克隆测序,结果显示,40个TDF与GenBank nr数据库中已有序列同源,功能涉及能量、代谢、信号转导、转录调控、逆境应答等等;15个TDF在数据库中找到同源序列,但蛋白功能未知;43个TDF在数据库中未找到同源序列,可能为一些新基因。对选取的差异表达TDF进行qRT-PCR分析,结果与cDNA-AFLP表达谱一致,其中TDF 32-54-1在前期构建的抗青枯病SSH文库中出现频次达到47次。文章推测,花生青枯病抗性可能受抗病抗逆、转录调控、信号转导、蛋白质储存代谢以及非生物胁迫等多方面相关基因的协同调控,TDF 32-54-1可能与花生青枯病抗性相关。

青枯菌诱导的花生基因表达谱SSH分析

以抗青枯病花生种质‘J4’和‘中花6号’、感青枯病花生品种‘中花12号’为材料,用强产青枯菌毒菌株(Ralstonia solanacearum)对其根系分别接种,采用抑制差减杂交(SSH)技术检测花生根系应答侵染的基因表达谱变化,并对文库中差异基因进行Real-time PCR分析。结果表明:经菌液PCR检测对挑选出的1 036阳性克隆片段进行测序及片段整合分析,获得162条花生基因,有功能注释的基因58条,其中44条基因参与了细胞结构(6%)、信号转导(12%)、抗病防御(5%)、转录调控(12%)等生理过程。用Real-time PCR技术对7个基因在‘中花6号’和‘中花12号’中的表达模式分析结果表明,6个基因在青枯菌侵染早期在抗病材料‘中花6号’中呈上调表达,可能与青枯病抗性直接相关。

AEP环化酶的高效原核诱导表达与活性检测体系的建立

天冬酰胺内切酶(AEPs)可催化短肽形成结构异常稳定的环肽,其具有药物设计框架的应用前景.将来源于白花蛇舌草(Oldenlandia affinis)中AEP(OaAEP1 b)环化酶(cyclase)基因采用融合标签表达的策略在大肠杆菌菌株BL21中进行诱导表达,并比较了不同的融合标签麦芽糖结合蛋白(MBP),N-utilization substance A(NusA),小泛素修饰蛋白(SUMO),绿色荧光蛋白(GFP)以及泛素(ubiquitin)对AEP环化酶表达量的影响.结果表明,MBP标签对AEP的表达促进作用最强,达到(3.6±0.05)mg/L,是目前文献报道的2倍.体外酶切实验证实该环化酶可对融合表达的底物蛋白MBP-Kalata B1-6 His-GST进行有效切割,但连接反应过程有待验证.本研究对AEP环化酶进行肽工程研究与应用奠定了较好的基础,并提供了一套高效的研究工具.