全 文 ：中国农业科学 2007,40(8):1667-1674
Scientia Agricultura Sinica

收稿日期：2006-06-28；接受日期：2007-01-08
基金项目：国家“863”项目（2006AA10A104）
作者简介：廖 勇（1979-），男，四川成都人，博士研究生，研究方向为生物化学与分子生物学。Tel：028-82273318；E-mail：keaanu@163.com；通
讯作者张增艳（1963-），女，河北保定人，研究员，博士，研究方向为小麦抗病分子生物学与分子育种研究。Tel：010-68918781；E-mail：
zyzh-68@163.com


中间偃麦草 RAR1基因的分离及其在小麦背景中的功能分析
廖 勇 1,2，张增艳 1，杜丽璞 1，徐惠君 1，姚乌兰 1，石建业 1，任正隆 2，辛志勇 1
（1中国农业科学院作物科学研究所/农作物基因资源与基因改良国家重大科学工程/农业部作物遗传育种重点开放实验室，北京 100081；
2四川农业大学农学院，雅安 625000）

摘要：【目的】RAR1 是大麦抗白粉病基因和多种植物抗病（resistance, R）基因介导的抗病信号途径中的重
要信号元件。为明确 RAR1 在小麦抗白粉病反应中的作用，为小麦广谱抗病分子育种提供基因资源，开展了本研究。
【方法】采用生物信息学技术、RT-PCR 和 RACE 方法分离克隆中间偃麦草 RAR1 基因，通过酶切和连接构建该基因
的单子叶高效表达载体，采用基因枪法转化小麦，对转基因小麦植株进行分子检测、表达分析和抗病鉴定。【结果】
分离克隆出中间偃麦草 RAR1 基因，其编码蛋白具有典型的 RAR1 功能结构域；构建了中间偃麦草 RAR1 基因的单子
叶高效表达载体 pUBI∷RAR1；用基因枪法轰击小麦推广品种扬麦 12 幼胚愈伤组织 1 545 个，获得 152 株再生植
株，通过 PCR 检测出阳性植株 18 株，转化率为 1.17%；对 T1、T2代转基因材料进行 PCR 检测、RT-PCR 分析和白粉
病抗病鉴定，结果表明转入的 RAR1 基因能够在小麦背景中遗传，RAR1 基因的超量表达可提高小麦对白粉病菌的
抗性、拓宽小麦的抗病谱。【结论】分离出中间偃麦草 RAR1 基因，RAR1 基因在小麦中超量表达可提高小麦对白粉
病菌的抗性、拓宽其抗病谱，可以作为小麦白粉病广谱抗性分子育种的潜在的重要基因资源。
关键词：RAR1；分离；小麦；转基因；PCR 检测；抗病性

Isolation of RAR1 Gene from Thinopyrum intermedium and Analysis
of Its Function in Wheat Background
LIAO Yong1,2, ZHANG Zeng-yan1, DU Li-pu1, XU Hui-jun1, YAO Wu-lan1, SHI Jian-ye1,
REN Zheng-long2, XIN Zhi-yong1
(1National Key Science Facility of Crop Gene Resources and Genetic Improvement, Key Laboratory of Crop Genetic and Breeding,
Ministry of Agriculture, Institute of Crop Sciences, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081; 2College of Agronomy,
Sichuan Agricultural University, Yaan 625000)

Abstract: 【Objective】The study established the foundation to understand the role of RAR1 gene in wheat resistance to diseases,
especially powdery mildew, as RAR1 is a required component in some signaling pathways mediated by disease resistance (R) genes
in many plant species. 【Method】 RT-PCR and RACE methods were used to isolate the full-length cDNA sequence of the RAR1
gene from Thinopyrum intermedium，a wheat wild-relative with multi-resistance to various pathogens. The gene expression vector
pUBI∷RAR1 was constructed and then transformed into a wheat variety ‘Yangmai 12’ by the biolistic particle method. The
regenerated transgenic plants were detected through PCR, RT-PCR and test of the resistance to powdery mildew.【Result】The
full-length cDNA of the RAR1 gene was isolated from Thinopyrum intermedium, named TiRAR1, which encodes the RAR1 protein
possessing 2 CHORD domains and 1 CCCH domain. The sequence of the TiRAR1 protein shows high homology with the sequences
of RAR1 proteins in barley and rice. The expression vector of TiRAR1 gene, pUBI::RAR1, was correctly constructed, and
transformed into the wheat variety ‘Yangmai 12’. 1545 immature embryos of ‘Yangmai 12’ were bombarded by the particle
containing pUBI∷RAR1. From the regenerated 154 plants, 18 positive transgenic individuals were identified by PCR assay in the T0
generation with a transformation frequency of 1.17%. The results of PCR and RT-PCR assay showed that the RAR1 gene could be
1668 中 国 农 业 科 学 40卷
inheritable from T0 generation to T1 one, then from T1 generation to T2 one, and could be transcribed and expressed. The resistance
test showed that the RAR1 transgenic individuals in T1 and T2 generations showed high resistance to powdery mildew in their all
lifecycle, suggesting that the overexpression of RAR1 enhanced the resistance to powdery mildew. 【Conclusion】The full-length
cDNA of the RAR1 gene in Thinopyrum intermedium was isolated and transformed into a wheat variety ‘Yangmai 12’. The RAR1
gene could confer high resistance to powdery mildew when overexpressed, and could be used as a potential gene in wheat breeding
with broad spectrum resistance to powdery mildew.
Key words: RAR1; Isolate; Wheat; Transgene; PCR assay; Disease resistance

0 引言
【研究意义】近年来，小麦白粉病等病害已成为
影响小麦生产的重要限制因素之一。目前，中国小麦
品种中白粉病抗性大多由单基因控制，与病原菌致毒
基因之间作用方式遵循“基因对基因”假说[1]，常因
病原菌生理小种的变异而丧失抗病性，导致这些品种
的“短寿”。因此，加强抗病反应机制研究、延长抗
病品种的“寿命”和拓宽抗病谱非常重要。【前人研
究进展】对模式植物抗病机制研究表明，寄主植物通
过抗病基因产物直接或间接与病原菌致毒基因相互作
用，来感受某种病原物的入侵，进而激活寄主自身的
防御反应，产生一系列信号分子、活性氧中间体
（reactive oxygen intermediates，ROI），使被侵染部
位细胞程序化死亡（programmed cell death，PCD）、
局部发生超敏反应（hypersensitive reaction，HR）[2,3]，
使病原菌在侵染点不易获取养分。正常情况下 HR 伴
随着活性氧的产生和病程相关基因的表达，限制了病
原菌的生长繁殖。产生 HR 的细胞可能向侵染点临近
的组织释放调节防御反应的信号分子[4]，进而诱发整个
植株的防卫基因表达，产生系统获得抗性（system
acquired resistance，SAR），从而赋予植株整体抗性。
RAR1 的功能定位于抗病基因识别病原之后，植物发
生超敏反应（HR）之前[2,3,5]。
RAR1 编码的蛋白是属于锌结合蛋白类的植物防
卫信号蛋白，包含一个 CCCH 结构域和两个由 60 个
氨基酸组成的锌结合域（ zine-bindind domains）
CHORD-I 和 CHORD-II（cysteine and histidine-rich
domain）[6]。最早利用突变体发现、分离出大麦 RAR1
基因[7]，明确了 RAR1 是大麦抗白粉病基因 Mla12 介
导的小种专化抗性反应中的重要信号元件。随后，大
量研究发现，在大麦中 RAR1 是许多抗白粉病基因
Mla6、Mla9、Mla13-14、Mla22-23、Mlh、Mlk等功能
发挥所必须的[5,7~9]；从双子叶植物也分离出 RAR1 基
因，并发现在拟南芥、烟草、番茄等植物的多个抗病基
因介导抗病反应中，RAR1均是必要的信号分子[3~5,7,8,10]。
【本研究的切入点】小麦近缘物种中间偃麦草
（Thinopyrum intermedium）抗小麦白粉病、3种锈病、
黄矮病、赤霉病等，已在小麦抗病改良、利用方面得
到广泛研究。但有关中间偃麦草 RAR1 基因分离及其
在抗白粉病基因介导抗性中的作用至今未见报道。本
研究首先从抗病的中间偃麦草中克隆出 RAR1 基因，
再将该基因转入小麦中，对转基因小麦植株进行分子
检测和抗病鉴定，研究在小麦中超量表达的 RAR1 基
因对小麦白粉病抗性的影响。
1 材料与方法
1.1 试验时间、地点
转基因植株的生长、发育和抗病性鉴定于中国农
业科学院作物科学研究所可控温室和温室进行，其它
试验在中国农业科学院作物科学研究所进行。
1.2 试验材料
中间偃麦草 Z1146由中国农业科学院作物科学研
究所李立会研究员惠赠，转基因受体小麦推广品种扬
麦 12 由江苏里下河地区农科所提供。小麦白粉病菌
（Blumeria graminis f. sp. tritici）15号生理小种由中国
农业科学院作物科学研究所朱振东研究员提供, 小麦
白粉病菌混合菌株采自温室感病小麦叶片。载体质粒
pAHC25由本实验室保存。
1.3 试验方法
1.3.1 试验试剂 pMD18-T vector，Taq酶等购自大
连宝生物公司，DNA 回收试剂盒、TOP10 感受态细
胞购自北京天为时代生物技术公司，λ DNA/Hind Ⅲ
markers、PCR markers和 Taq酶购自华美生物工程公
司，100 bp ladder markers购自法特捷公司。RAR1基
因和 Bar基因的特异引物由北京奥科生物公司合成。
测序由上海博亚生物公司完成。
1.3.2 RAR1基因的克隆及其转化载体的构建 根据
与大麦、水稻、烟草和拟南芥 RAR1 同源的小麦 EST
序列设计引物，以接种白粉病菌 48 h的叶片 cDNA为
8期 廖 勇等：中间偃麦草 RAR1基因的分离及其在小麦背景中的功能分析 1669
模板，通过 RT-PCR、RACE 方法、克隆、对阳性克
隆菌株测序与序列分析，分离出中间偃麦草 RAR1基因。
利用 PCR方法在中间偃麦草 RAR1（TiRAR1）基
因 5′端加上 SmaⅠ和 3′端加上 SacⅠ酶切位点，用
SmaⅠ和 SacⅠ分别酶切RAR1目的基因片段和单子叶
高效组成性表达载体 pAHC25（以切除该载体上的
GUS 基因），然后用 T4 连接酶将 RAR1 基因连接到
除去 GUS 基因的载体 pAHC25 片段上，转入大肠杆
菌细胞中，通过 SmaⅠ和 SacⅠ酶切分析和序列分析
对构建载体的正确性进行鉴定。
1.3.3 基因枪法转化小麦 采集小麦品种扬麦 12授
粉 12～14 d的未成熟种子，参照徐惠君、叶兴国等方
法[11,12]进行愈伤诱导培养、轰击愈伤、恢复培养，再
经过 2～3次分化生长筛选，将再生植株转移到壮苗培
养基，将苗高 7～8 cm且根系发达的转化苗移栽到花
盆，在可控温室生长发育，于三叶期提取基因组 DNA。
1.3.4 转基因小麦的分子检测 基因组DNA的提取
（SDS法）：参照张增艳等方法[13]。Bar基因 PCR检
测所用引物 Bar-R：CTTCAGCAGGTGGGTGTAGA-
GCGTG，Bar-F：CCTGCCTTCATACGCTATTTATTT-
GCC参照 Anand 等[14]。扩增体系：10×PCR buffer 2.5
µl，MgCl2 2 mmol·L-1，dNTPs各 0.2 mmol·L-1，引物
Bar-R/Bar-F各 0.4 µmol·L-1，Taq DNA聚合酶（天为
时代公司）1U，模板 DNA 约 400 ng，补水至 25 µl。
扩增程序：94℃变性 5 min；进入 94℃ 45 s，62
℃ 1 min，72℃ 1 min，45个循环；72℃ 10 min。
扩增产物在 1%琼脂糖凝胶上电泳，EB染色，紫外
拍照。
目的基因 RAR1 PCR 检测所用引物：RAR1-F：
TACCCGGGATGTCGGCGGAGACGGAG；RAR1-R：
CGGAGCTCTCACACAGCATCGGCATTG。扩增体
系：10×PCR buffer 2.5 µl，MgCl2 2 mmol·L-1，4种
dNTPs 各 0.2 mmol·L-1，引物 RAR1-R/ RAR1-F 各 0.3
µmol·L-1，Taq DNA聚合酶（大连宝生公司）1U，模
板 DNA 约 200 ng，补水至 25 µl。扩增程序（touch
down）：94℃变性 5 min；94℃变性 45 s，62℃/61℃
/60℃/59℃/58℃/57℃/56℃/55℃，各一个循环 45 s，
72℃延伸 1 min；94℃变性 45 s，55℃ 退火 45 s，72
℃延伸 1 min，35个循环；72℃延伸 10 min。扩增产
物 1%琼脂糖凝胶电泳，EB染色，紫外拍照。
1.3.5 RAR1 基因的半定量 RT-PCR 分析 用
TRIZOL试剂提取总 RNA，第一链 cDNA合成按照大
连宝生试剂盒说明进行（RNA kit ver.3.0）。以第一链
cDNA 为模板，首先以 Actin 基因特异引物（ActA：
CACTGGAATG GTCAAGGCTG，ActB：CTCCATGT-
CATCCCAGTTG）对各样本 cDNA 均一化，然后用
RAR1基因内部特异引物（RF：ATGTCGGCGGAGA-
CGGAG；RR：T（C\G）GAC AG（A\G）TTCCGTATTTGTA）
进行半定量 RT-PCR表达分析。
1.3.6 白粉病抗性鉴定 白粉病菌种为小麦白粉病
菌 15 号生理小种和温室采集的北京地区小麦白粉病
菌混合小种，采用活体摩擦结合抖落孢子的方法接
种。接种 2周后进行苗期抗病性调查，并于成株期调
查成株期抗病性。成株期的抗病分级按照国际小麦玉
米改良中心和国家标准（中华人民共和国国家标准农
药田间药效试验标准（一）GB/T1798.22—200，杀菌
剂防治禾谷类白粉病）分为 9级。
2 结果与分析
2.1 中间偃麦草 RAR1 基因的克隆及其序列分析
利用 RT-PCR和 RACE方法，从接种白粉病菌 48
h 的中间偃麦草叶片 cDNA 中克隆出 RAR1 基因全长
cDNA序列。该基因命名为 TiRAR1，其推导的蛋白质
由 229 个氨基酸残基组成，具有典型的 RAR1 结构特
征（图 1），包含一个 CCCH结构域和两个锌结合域
CHORD-Ⅰ和 CHORD-Ⅱ。
利用 DNAMAN 软件，对中间偃麦草 RAR1 和已
克隆的大麦 RAR1（HvRAR1、AF192261）、拟南芥
RAR1（AtRAR1、AF192262）、烟草 RAR1（NtRAR1、
AF480487）的氨基酸序列进行比较，结果表明，对
RAR1 基因的功能起关键作用的结构域、氨基酸具有
较高的保守性。为了分析它们的亲缘关系，利用
DNASTAR软件进行进化树分析（图 2）。结果表明，
中间偃麦草 RAR1 和大麦 RAR1 亲缘关系密切、一致
性为 94.40%，与烟草 RAR1关系（64%）近于与拟南
芥 RAR1的关系（52%）。
2.2 TiRAR1 表达载体的构建
为了使 RAR1 基因能够在小麦中高效表达，将
TiRAR1基因整合到单子叶植物表达载体上，构建转基
因的植物表达载体 pUBI::RAR1。用 SmaⅠ和 SacⅠ酶
切分析重组表达载体质粒 pUBI::RAR1，结果表明重
组表达载体 pUBI::RAR1 的构建是正确的。测序结果
验证了酶切分析结果。表达载体 pUBI::RAR可用于下
一步的基因枪法转化。
该基因的表达载体 pUBI::RAR1（图 3）包含 2个
基因表达盒：1个为受玉米 Ubiqutin（Ubi）启动子制
1670 中 国 农 业 科 学 40卷


CHORRD Ⅰ，CCCH和 CHORD Ⅱ结构域分别以黑线、点线和灰线表示
The CHORRD Ⅰ, CCCH and CHORD Ⅱ domains in the RAR1 sequences were indicated by black, broken and gray underline


图 1 中间偃麦草、大麦 RAR1 氨基酸同源性比较
Fig. 1 Alignment of amino acid sequences of TaRAR1 and TiRAR1



图 2 TiRAR1、HvRAR1、NtRAR1 和 AtRAR1 氨基酸进化树分析
Fig. 2 Phylogenic tree analysis of amino acid of TiRAR1、HvRAR1、NtRAR1 and AtRAR1

的 RAR1基因表达盒，另外 1个为受 Ubiqutin启动子
控制的 Bar基因表达盒，后者可为利用 Bialaphos筛选
转化再生植株提供抗性。
2.3 转 TiRAR1基因植株的获得和分子检测
以小麦推广品种扬麦 12的 1 545个幼胚愈伤组织
作为基因枪轰击受体，获得了 152株再生植株，提取
这些植株叶片总 DNA，进行 Bar 基因和目的基因
TiRAR1的 PCR检测（图 4，5），获得 2个基因检测
均为阳性的植株 18 株，转化率约为 1.17%
（18/1545×100%）。（由于转入的 TiRAR1 基因在整
个小麦基因组中的比例远小于 TiRAR1 在转化载体中
的比例，所以转化载体中目的基因扩增效果好，除目








图 3 表达载体 pUBI::RAR1 的示意图
Fig. 3 Scheme of pUBI::RAR1 constructor
800bp

Ubi promoter

Exon

Intron

Rar1

Nos 3

Exon

Intron

Bar

Nos 3

PUC8

Hind Ⅲ(1)

Hind Ⅲ(3.0)

SmaⅠ(2.0)

SacⅠ(2.8)

BamHⅠ(5.3)
PstⅠ(5.9)

Ubi promoter

8期 廖 勇等：中间偃麦草 RAR1基因的分离及其在小麦背景中的功能分析 1671
的基因特异带外，没有小于 100 bp的引物二聚体带，
而在其他样品、受体小麦阴性对照和水的 PCR 产物
中，则因引物过量，有小于 100 bp的引物二聚体带。）
对转TiRAR1基因T1代成活的 32个植株进行PCR
分析，结果表明，在来自 11 个 T0株系的 26 个 T1植
株中检测到 Bar、TiRAR1基因（表），而未转基因的
阴性对照则没有目标扩增产物，证明 TiRAR1 基因已
经从 T0代传递到 T1代，遗传分离比为 26﹕6，经卡方
测验，实际 χ2（3﹕1）=0.832，而理论上单基因遗传
分离比（3﹕1）χ20.05,1=3.84，χ20.01,1=6.63，因此实际的
遗传分离比在 P=0.05，P=0.01水平上符合 3﹕1的分
离比。对 T2代转基因植株进行目标基因的 PCR 检测
结果表明，在 T1代纯合株系的 T2代转基因植株中均
检测到目标基因（图 6），在 T1代杂合株系的 T2代转
基因植株中目标基因检测的阳性与阴性比基本符合 3
﹕1。进一步表明，TiRAR1以单拷贝方式转入小麦中。



M：100 bp分子量标准；1：转化载体质粒 pUBI:RAR1；2～9：转化植
株；10，11：小麦受体扬麦 12；12：ddH2O；箭头示 Bar基因特异带
M: 100 bp ladder markers; 1: expressing vector pUBI:RAR1; 2-9:
transformed plants; 10, 11: untransformed wheat Yangmai12; 12: ddH2O

图 4 部分 T0代植株的 Bar 基因 PCR 检测
Fig. 4 PCR assay on Bar gene of T0 regenerated plants



M：100bp分子量标准；1：pUBI﹕RAR1质粒；2～9：转化植株；10，
11：扬麦 12；12：ddH2O；箭头示 RAR1基因特异带
M: 100 bp ladder makers; 1: pUBI:RAR1 plasmid; 2-9: transformed plants;
10, 11: Yanmai 12; 12: ddH2O

图 5 部分 T0代植株的目的基因 RAR1 PCR 检测
Fig. 5 PCR assay on TiRAR1 gene of T0 regenerated plants

2.4 转基因植株的 RT-PCR 分析
为了检测 TiRAR1基因在转基因小麦中的转录表


P：pUBI﹕RAR1 质粒；N：扬麦 12；1～15：转化植株；箭头示 Bar
基因特异带
P: pUBI﹕RAR1 plasmid; N: Yangmai 12; 1-15: Transformed plants

图 6 部分 T2代植株中 Bar 基因的 PCR 检测
Fig. 6 PCR assay on Bar gene of T2 regenerated plants

表 T1代植株统计
Table Statistics of T1 regenerated plants
株系
Line
收取种子（粒）
Acquired seed
(Grain)
发芽种子（粒）
Germinant seed
(Grain)
PCR阳性
PCR positive
(Plant)
Z43 3 1 1
Z46 7 7 5
Z47 3 3 2
Z50 9 5 2
Z57 3 3 3
Z61 6 6 3
Z86 1 0 0
Z101 4 3 3
Z115 2 2 2
Z452 1 1 1
Z479 1 1 1
Total 40 32 23

达，以携带 TiRAR1基因 T1代植株 Z46-1、Z46-6、Z50-2
的 mRNA 为模板进行半定量 RT-PCR 分析（其中
Z46-1、Z46-6为同一 T0株系，Z50-2为另一 T0株系）。
结果表明，TiRAR1 基因在转基因小麦 T1代植株中能
够正常转录表达，并且表达强度大于未转化植株（图
7）。



图 7 转基因 T1代阳性植株的转录表达
Fig. 7 Semi-quantitative RT-PCR expression assay of transgenic
plants using the specific primers of RAR1 and actin
1672 中 国 农 业 科 学 40卷
2.5 转基因植株抗白粉病鉴定
对T1代转TiRAR1基因检测阳性的植株和未转基
因的阴性对照扬麦 12，接种小麦白粉病菌混合小种
进行白粉病抗性鉴定。结果表明，未转基因的阴性对
照扬麦 12苗期和成株期均感白粉病（成株期达 8级），
在转 TiRAR1基因 T1代阳性植株中，有 14株全生育
期对小麦白粉病菌混合小种免疫（图 8-A）。对转
TiRAR1 基因 T2代检测阳性的植株和未转基因的阴性
对照扬麦 12接种小麦白粉病菌 15号生理小种、进行
白粉病抗性鉴定，结果表明，转 TiRAR1 基因 T1代
抗病植株在 T2 代仍然高抗白粉病（0 级），2 代转
TiRAR1基因植株的抗病鉴定结果一致（图 8-B），说
明 TiRAR1 基因的表达赋予受体小麦对白粉病菌的高
度抗性。



图 8 转 RAR1 基因 T1代-T2阳性植株的抗白粉病性鉴定
Fig. 8 Resistance test to powdery mildew for transgenic T1-T2 plants

3 讨论
寄主抗性是寄主抗病基因直接或间接产物和病原
无毒基因直接或间接产物相互作用、活化一系列信号
基因表达、启动寄主防卫反应的结果。已克隆的植物
抗病基因大部分编码 NBS-LRR 类抗病蛋白[15,16]。对
拟南芥、烟草、番茄、大麦等作物的抗病机制研究表
明，NBS-LRR 类抗病蛋白的活化可快速激发 PCD、
HR。而 RAR1蛋白在维持 NBS-LRR抗病蛋白表达水
平上起着重要作用[9,17]。RAR1 在多种植物对病原真
菌、细菌和病毒抗性反应中均是关键因子[3,5,7,8,10,16~19]，
推测 RAR1 可能位于不同 R 蛋白信号途径的集中点
上。据推测，RAR1、SGT1和 HSP90蛋白可能是以复
合物形式在R基因介导的抗病途径中起着重要的正调
控作用[19]，而 RAR1 的功能可能是通过其 CHORD-I
功能域与HSP90的ATP酶功能域结合而实现的[6,20~23]。
最近的研究发现，在拟南芥中依赖抗病基因 RPS2 的
抗病信号传导途径中，RAR1同 NDR1，HSP90是必须
的[24]。Scofield 等利用 BSMV-VIGS 技术证明了，
RAR1、SGT1和 HSP90在小麦抗叶锈病基因 Lr21介
导的抗病途径中也是必须的[18]。
RAR1基因是多个大麦抗白粉病基因 Mla 介导的
抗白粉病途径中的重要信号开关，可以将抗白粉病基
因识别病原后的抗病信号进行传递、调节抗病反应。
那么，RAR1 基因是否也在小麦抗白粉病反应中起重
要作用呢？为了研究 RAR1 在小麦抗白粉病中的作
用，笔者首先从白粉病菌诱导的中间偃麦草叶片
cDNA中分离出 TiRAR1基因，然后采用基因枪法转化
到推广小麦品种扬麦 12中，通过分子检测和转录表达
分析，获得转 TiRAR1基因的小麦植株，转入的 TiRAR1
基因能够从 T0代传递到 T2代，在小麦中转录表达。
对 TiRAR1转基因小麦 T1-T2代阳性植株，接种北京地
区小麦白粉病菌混合小种、小麦白粉病菌 15号生理小
种进行抗病鉴定，结果表明，RAR1 基因的超量表达
提高了受体小麦扬麦 12对白粉病菌的抗性，增加了转
TiRAR1基因小麦对白粉病的抗谱。本研究结果暗示，
RAR1 也可能是小麦一些抗病基因介导的抗白粉病途
径中的重要信号元件。RAR1 基因在小麦中是否参与
多个抗病基因介导的抗病途径还有待深入研究。
扬麦 12幼胚作为本次转基因的受体，其转化率达
1.17%，说明在本实验条件下，扬麦 12是比较理想的
受体。在用 PCR检测阳性植株时，为了更好地探讨转
8期 廖 勇等：中间偃麦草 RAR1基因的分离及其在小麦背景中的功能分析 1673
化情况，本文设计了能检测转化载体元件的 Bar基因
特异的引物和 TiRAR1 基因特异的引物，检测结果表
明同一转化载体上的 Bar 基因和目的基因 TiRAR1 通
过基因枪同时转入到阳性转化植株中的概率很大。对
转 RAR1基因 T1代植株进行分子检测结果表明，目的
基因遗传分离比符合 3﹕1分离比，Southern杂交结果
（未显示）也证明目的基因是以单拷贝方式整合到小
麦基因组中，与遗传分析结果一致。为了快速研究转
基因植株中 RAR1 基因转录表达情况，先根据 Actin
扩增结果对使用的 cDNA 模板起始浓度进行了均一
化，再利用能够检测转基因与未转基因植株中 RAR1
表达量的特异 PCR引物，对目的基因的转录表达量进
行半定量 RT-PCR分析。为了准确反映转基因表达情
况，今后有必要对更多阳性植株进行进一步的实时-
荧光 RT-PCR分析以及目标蛋白的表达分析。
4 结论
本研究分离克隆出中间偃麦草 RAR1 基因
（TiRAR1）全长 cDNA序列，其编码蛋白具有典型的
RAR1功能结构域；构建了 TiRAR1基因的单子叶高效
表达载体 pUBI::RAR1；用基因枪法转化 pUBI::RAR1
到小麦推广品种扬麦 12，转化率为 1.17%；转入的
TiRAR1基因能够在小麦背景中遗传，其超量表达可提
高小麦对白粉病菌的抗性，增加抗病广谱性。本研究
为小麦广谱、持久抗病性分子育种提供了新的潜在的
基因源。

References
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of Phytopathology, 1971, 9: 275-296.
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（责任编辑 王红艳）