甘薯近缘野生种抗病基因同源序列的分离与鉴定

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1、甘薯近缘野生种抗病基因同源序列的分离与鉴定：根据植物NBS-LRR类抗病基因同源序列（RGA）的保守区域设计简并引物，从甘薯近缘野生种Ipomoeagrandifolia中扩增NBS-LRR类RGA，得到7条NBS-LRR类RGA，其编码的氨基酸序列包含NBS-LRR类RGA所具有的保守的P-loop、Kinase-2和Kinase-3及GLPL区。用DNAMAN软件对7个I.grandifoliaNBS-LRR类RGA及10个已知物种的NBS-LRR类RGA氨基酸序列进行聚类分析，发现其聚为两类，两类之间的相似性较低，推测各类中相似性较高的序列分

2、别属于同一个基因家族。　　关键词：Ipomoeagrandifolia；NBS-LRR；抗病基因同源序列（RGA）　　：S531：A：0439-8114（2013）11-2680-04　　甘薯[Ipomoeabatatas（L.）Lam.]是重要的粮食、饲料、工业原料及新型能源用块根作物，中国是世界上最大的甘薯生产国，常年种植面积550万hm2，鲜薯产量约1.2×108t，分别占世界甘薯种植总面积和总产量的60%和85%[1]。甘薯在遗传上高度杂合，种内、种间杂交不亲和以及遗传资源匮乏，遗传基础狭窄，病虫害、病毒病危害严重，制约了甘薯品种的遗传改良

3、[2，3]。　　抗病基因同源序列（Resistancegeneanalog，RGA）是一种存在于植物基因组中具有特定保守结构域的DNA区段，具有容易获得、扩增结果稳定和使用成本低等优点。以RGA区段的保守性为基础设计PCR特异简并引物扩增抗病基因同源序列，进而进行抗病基因的分离和克隆已经成为当前比较流行的克隆植物抗病基因的策略之一[4]。很多甘薯近缘野生种具有抗病虫、高干率、抗逆等优良基因[3]，目前已有关于从甘薯和甘薯近缘野生种三浅裂野牵牛（I.trifida）中分离出RGA的报道，而有关从甘薯近缘野生种I.grandifolia中分离抗病基因的

4、研究还未见报道[5-11]。本研究基于植物NBS-LRR类抗病基因的保守区域设计简并引物，获得甘薯近缘野生种I.grandifoliaNBS-LRR类RGA，为甘薯近缘野生种抗病基因的鉴定分离及甘薯品种的遗传改良研究奠定基础。　　1材料与方法　　1.1材料　　甘薯近缘野生种I.grandifolia植株由中国农业大学刘庆昌教授惠赠，种植于湖北省农业科学院粮食作物研究所试验田，采集新鲜幼嫩叶片用于植物DNA的提取。　　1.2方法　　2结果与分析　　2.2I.grandifoliaNBS-LRR类RGA的氨基酸序列分析　　将PCR获得的甘薯近缘野生种I

5、.grandifoliaNBS-LRR类RGA片段委托上海英骏生物技术有限公司进行序列测定，对测序结果进行分析，BLAST同源性比对结果发现有7个片段与NCBI中已登录的植物抗病基因及同源序列具有一定的同源性，可见利用简并引物进行同源扩增是分离I.grandifoliaRGA的有效方法。从结构上看，推导的RGA氨基酸序列均具有P-loop（MGGVGKTT）、Kinase-2（LLVLDDVunis）和马铃薯野生种（Solanumbulbocastanum）的抗病相关基因聚成一大类，其中Ig-11、Ig-12、Ig-28、Ig-36、Ig-42、I

6、g-44与I.batatas的AAZ07902、ABD33460的同源性为95.29%～98.82%，推测它们于同一基因家族。序列Ig-31与甘薯的Ib-ABD33456、三浅裂野牵牛的It-ABH10960、菊芋（Helianthustuberosus）、甜瓜（Cucumismelo）和夏葡萄（Vitisaestivalis）的抗病相关基因聚成一大类，序列Ig-31与菊芋抗病相关基因之间氨基酸序列的同源性为49.11%，可能属于同一基因家族。　　3讨论　　同源序列克隆法具有过程相对简单、适用对象广泛等优点，采用同源序列克隆法已在水稻、甘蔗、结球甘

7、蓝、柚等多种植物上获得了RGA，显示了广泛的应用前景[13-15]，：根据植物NBS-LRR类抗病基因同源序列（RGA）的保守区域设计简并引物，从甘薯近缘野生种Ipomoeagrandifolia中扩增NBS-LRR类RGA，得到7条NBS-LRR类RGA，其编码的氨基酸序列包含NBS-LRR类RGA所具有的保守的P-loop、Kinase-2和Kinase-3及GLPL区。用DNAMAN软件对7个I.grandifoliaNBS-LRR类RGA及10个已知物种的NBS-LRR类RGA氨基酸序列进行聚类分析，发现其聚为两类，两类之间的相似性较低，推

8、测各类中相似性较高的序列分别属于同一个基因家族。　　关键词：Ipomoeagrandifolia；NBS-LRR；抗病基因