小果野蕉(Musa acuminata)全基因组NBS抗病基因的鉴定与分析

为探讨小果野蕉(Musa acuminata)中NBS基因的功能,基于新近发表的小果野蕉全基因组序列,对NBS基因家族进行鉴定、分类和染色体定位,解析基因的复制特征、系统发育关系及上游启动子调控元件类别,推测这些基因在小果野蕉中可能的功能。结果表明,在小果野蕉全基因组中鉴定出125个NBS基因,包括78个标准和47个非标准NBS基因。多数NBS基因在染色体上以基因簇形式存在,串联复制是NBS基因家族扩张的主要动力。系统发育分析表明标准NBS基因形成两大分支,77个标准NBS基因有EST表达支持。这为群体水平的抗病基因型筛选提供了本底信息,促进栽培香蕉分子抗病育种进程。

向日葵全基因组NBS抗病基因密码子使用偏好性分析

为分析了解向日葵(Helianthus annuus L.)核苷酸结合位点(nucleotide binding site,简称NBS)型抗病基因编码时各密码子的使用情况,以向日葵全基因组NBS型抗病基因的255条基因序列为来源,利用CodonW软件对每个基因序列进行密码子统计分析。结果表明,向日葵NBS型抗病基因使用A/T(U)结尾的密码子占比大于G/C结尾的密码子,且有效密码子数(effective number of codon,简称ENC)平均值为51.40,整体偏好性较弱,但第3位碱基偏好使用以A/T(U)结尾的密码子。从同义密码子相对使用频率(relative synonymous codonw usage,简称RSCU)分析得到第3位为A、T结尾的密码子占密码子总数(RSCU>1)的比例最高。ENC-GC3s分布图表明,碱基突变是影响密码子偏好性的关键因素。同时相关性分析结果还表明,ENC与A3s、T3s呈极显著负相关关系,多种不同分析都印证了向日葵NBS型抗病基因序列偏好于以A/T(U)结尾的密码子。分析向日葵NBS型抗病基因密码子偏好性,通过优化密码子来提高NBS抗病基因在向日葵中的表达,可为向日葵分子改造和抗病育种提供理论依据。

樟树NBS-LRR类抗病基因家族分析与CcRNL基因克隆

樟树(Cinnamomum camphora L.Presl.)是自然界中较少受病原体侵害的优良抗性种质资源。利用生物信息的方法对樟树叶组织转录组数据中NBS类抗病基因进行了鉴定,对其编码的假定蛋白的理化性质、保守基序及系统发生关系等进行分析。结果表明,在樟树叶组织转录组中共找到28个具有完整编码框的NBS类抗病基因,大小在2 118-3 378 bp之间,编码蛋白等电点在5.35-9.03之间;在NBS区域内鉴定获得8个保守motifs,系统发育树将28个成员分为5个亚组。通过PCR法克隆获得2个RNL类抗病基因全长,分别命名为CcRNL1和CcRNL2,在氨基酸序列水平二者相似性为71%,在多肽N端都具有RPW8-like保守序列,暗示它们可能具有拟南芥RPW8基因所具有的广谱抗白粉病功能。采集感白粉病和正常樟树幼叶进行表达分析,结果显示CcRNL1可被樟树白粉病菌诱导表达,推测其可能参与了响应白粉病菌胁迫反应过程。

亚麻NBS类抗病基因家族全基因组分析

亚麻基因组测序完成为全基因组水平分析抗病基因提供了前提条件，而NBS类抗病基因是植物中最大的抗病基因家族之一。本研究利用生物信息学方法对亚麻全基因组中NBS类抗病基因进行了鉴定，对NBS类抗病蛋白的理化性质、基因结构、保守基序及其系统发生荚系进行了分析。结果表明：在亚麻全基因组中共找到137个NBS类抗病基因，其中分子量大于100kDa序列比例在50％以上，等电点值在5～8的范围内比例为70．07％。系统进化树将NBS类基因分成7个亚组，且同一亚组内基因的结构和保守基序保持着较高的一致性。本研究的结果将为亚麻NBS类抗病基因家族的基因定位以及相关抗病基因克隆等深入研究提供参考。

花生种皮中一种NBS类抗病基因的克隆与序列分析

利用植物抗病基因核苷酸结合位点(NBS)的保守区设计一对特异引物,以抗、感黄曲霉病花生品种J11和金花1012的种皮基因组DNA和RNA为材料进行DNA-PCR和RT-PCR扩增,经克隆、测序,得到一条504 bp的目的片段pnbs1,在GenBank上的登录号为GQ199610。Blast和Blastx分析发现pnbs1核苷酸序列与C8V1G10F抗性蛋白的核苷酸序列的同源性为89%,与抗性蛋白PLTR的氨基酸序列同源性为59%。该片段的氨基酸序列中含有抗病基因NBS区域的3个保守模体:GPGGVGKTT、KKFFIVLDDVW和STILLTTR,推测pnbs1可能是花生NBS类抗性基因的核心区域。

植物NBS类抗病基因的进化

NBS(Nucleotide-binding site)类抗病基因是植物中最重要的一类抗病基因,其进化模式、结构特点和功能调控一直是抗病基因研究领域的热点。这类基因具有保守的结构域,广泛存在于植物基因组中,在不同植物基因组中数目差异较大且具有较低的表达量。此外,同源NBS类抗病基因之间通过频繁的序列交换产生广泛的序列多样性,且抗病基因位点具有较差的线性。依据基因之间序列交换的频率,抗病基因可分为TypeⅠ和TypeⅡ两类。文章从抗病基因的结构、数量、分布、序列多样性、进化模式以及表达调控等方面进行了综述,旨在为后续NBS类抗病基因的相关研究提供参考。

‘冲天桃’NBS类抗病基因同源序列的克隆与分析

云南地方桃资源丰富,冲天桃为其中一种,为了寻找云南省地方桃资源中具有高抗病的种质资源,从而为云南省抗病性地方桃品种选育提供理论基础,本研究根据已知植物抗病基因的NBS-LRR类保守序列设计简并引物,以冲天桃为试材,对其基因组DNA进行PCR扩增、克隆、测序,共得到5条NBS类抗病基因同源序列(RGAs),大小约为500 bp,经序列分析表明:这5条RGAs与桃亚属植物中推测的一些抗病基因蛋白具有较高的同源性,其中一些RGAs与番茄抗青枯病基因Prf及烟草的抗花叶病毒N基因具有高度的同源性。因此可以确定‘冲天桃’植株中存在较为丰富的NBS-LRR类抗病基因,这为下一步云南省抗病性地方桃品种选育提供了研究依据。