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Molecular clone of Col gene in Meloidogyne incognita and analysis of its VIGS effect

南方根结线虫Col基因分子克隆及其VIGS效应分析



全 文 :南方根结线虫 悦燥造基因分子克隆
及其 灾陨郧杂效应分析
黄永红员袁 圆 摇 梅摇 眉员袁 猿 摇 张吉祥员 摇 马金慧员 摇 茆振川员鄢
渊员援中国农业科学院蔬菜花卉研究所袁 北京 员园园园愿员曰圆援广东省农业科学院果树研究所袁 农业部南亚热带果树
生物学与遗传资源利用重点实验室袁 广州 缘员园远源园曰猿援湖南农业大学园林园艺学院袁 长沙 源员园员圆愿冤
摘要院 为了明确线虫角质层胶原蛋白基因渊悦燥造冤与根结线虫病害的关系袁利用从线虫基因组中预测
的 悦燥造设计特异引物袁克隆了南方根结线虫 酝藻造燥蚤凿燥早赠灶藻 蚤灶糟燥早灶蚤贼葬糟燥造 基因 酝蚤悦燥造遥 该基因完整编码
区长 怨园猿 遭责袁编码 猿园园 个氨基酸遥 克隆的酝蚤悦燥造与预测的酝蚤悦燥造基因序列一致性高达 怨怨援 远苑豫 袁氨基
酸序列一致性高达 员园园豫 遥 利用病毒介导的基因沉默技术袁将其导入番茄植株并接种南方根结线
虫袁远园 凿后袁沉默载体责栽灾鄄酝蚤悦燥造蚤处理番茄植株的根结数比空载体对照及清水对照分别减少
源怨援 源豫和 源怨援 圆豫 袁表明 酝蚤悦燥造基因沉默显著降低了南方根结线虫的侵染数量遥
关键词院 根结线虫曰 砸晕粤干扰曰 角质层胶原蛋白曰 病毒介导的基因沉默
酝燥造藻糟怎造葬则 糟造燥灶藻 燥枣 悦燥造 早藻灶藻 蚤灶 酝藻造燥蚤凿燥早赠灶藻 蚤灶糟燥早灶蚤贼葬 葬灶凿
葬灶葬造赠泽蚤泽 燥枣 蚤贼泽 灾陨郧杂 藻枣枣藻糟贼
匀怎葬灶早 再燥灶早澡燥灶早员袁 圆 摇 酝藻蚤 酝藻蚤员袁 猿 摇 在澡葬灶早 允蚤曾蚤葬灶早员 摇 酝葬 允蚤灶澡怎蚤员 摇 酝葬燥 在澡藻灶糟澡怎葬灶员鄢
渊员援 陨灶泽贼蚤贼怎贼藻 燥枣 灾藻早藻贼葬遭造藻泽 葬灶凿 云造燥憎藻则泽袁 悦澡蚤灶藻泽藻 粤糟葬凿藻皂赠 燥枣 粤早则蚤糟怎造贼怎则葬造 杂糟蚤藻灶糟藻泽袁 月藻蚤躁蚤灶早 员园园园愿员袁 悦澡蚤灶葬曰 圆援 运藻赠
蕴葬遭燥则葬贼燥则赠 燥枣 月蚤燥造燥早赠 葬灶凿 郧藻灶藻贼蚤糟 砸藻泽燥怎则糟藻 哉贼蚤造蚤扎葬贼蚤燥灶 燥枣 云则怎蚤贼 栽则藻藻 蚤灶 杂燥怎贼澡 杂怎遭贼则燥责蚤糟泽袁 酝蚤灶蚤泽贼则赠 燥枣
粤早则蚤糟怎造贼怎则藻袁 云则怎蚤贼 砸藻泽藻葬则糟澡 陨灶泽贼蚤贼怎贼藻袁 郧怎葬灶早凿燥灶早 粤糟葬凿藻皂赠 燥枣 粤早则蚤糟怎造贼怎则葬造 杂糟蚤藻灶糟藻袁 郧怎葬灶早扎澡燥怎
缘员园远源园袁 郧怎葬灶早凿燥灶早 孕则燥增蚤灶糟藻袁 悦澡蚤灶葬曰 猿援 悦燥造造藻早藻 燥枣 匀燥则贼蚤糟怎造贼怎则藻 葬灶凿 蕴葬灶凿泽糟葬责藻袁 匀怎灶葬灶
粤早则蚤糟怎造贼怎则藻 哉灶蚤增藻则泽蚤贼赠袁 悦澡葬灶早泽澡葬 源员园员圆愿袁 匀怎灶葬灶 孕则燥增蚤灶糟藻袁 悦澡蚤灶葬冤
粤遭泽贼则葬糟贼院 陨灶 燥则凿藻则 贼燥 藻造怎糟蚤凿葬贼藻 贼澡藻 则藻造葬贼蚤燥灶泽澡蚤责 遭藻贼憎藻藻灶 灶藻皂葬贼燥凿藻 糟怎贼蚤糟造藻 糟燥造造葬早藻灶 早藻灶藻 渊悦燥造冤 葬灶凿 凿蚤泽鄄
藻葬泽藻 糟葬怎泽藻凿 遭赠 则燥燥贼鄄噪灶燥贼 灶藻皂葬贼燥凿藻袁 贼澡藻 酝蚤悦燥造 早藻灶藻 蚤灶 酝藻造燥蚤凿燥早赠灶藻 蚤灶糟燥早灶蚤贼葬 憎葬泽 糟造燥灶藻凿 憎蚤贼澡 泽责藻糟蚤葬造
责则蚤皂藻则泽 凿藻泽蚤早灶藻凿 遭葬泽藻凿 燥灶 贼澡藻 责则藻凿蚤糟贼藻凿 悦燥造 泽藻择怎藻灶糟藻 蚤灶 灶藻皂葬贼燥凿藻 早藻灶燥皂藻泽援 栽澡藻 糟燥皂责造藻贼藻 糟燥凿蚤灶早 泽藻鄄
择怎藻灶糟藻 燥枣 贼澡藻 糟造燥灶藻凿 酝蚤悦燥造 憎葬泽 怨园猿 遭责 藻灶糟燥凿蚤灶早 猿园园 葬皂蚤灶燥 葬糟蚤凿泽援 栽澡藻 蚤凿藻灶贼蚤贼赠 遭藻贼憎藻藻灶 贼澡藻 糟造燥灶藻凿 酝蚤悦燥造
早藻灶藻 葬灶凿 贼澡藻 责则藻凿蚤糟贼藻凿 酝蚤悦燥造 早藻灶藻 憎葬泽 葬泽 澡蚤早澡 葬泽 怨怨援 远苑豫 蚤灶 灶怎糟造藻燥贼蚤凿藻 泽藻择怎藻灶糟藻 葬灶凿 员园园豫 蚤灶 贼澡藻 凿藻鄄
凿怎糟藻凿 葬皂蚤灶燥 葬糟蚤凿 泽藻择怎藻灶糟藻袁 则藻泽责藻糟贼蚤增藻造赠援 哉泽蚤灶早 增蚤则怎泽鄄蚤灶凿怎糟藻凿 早藻灶藻 泽蚤造藻灶糟藻 渊灾陨郧杂冤 贼藻糟澡灶蚤择怎藻袁 贼澡藻 酝蚤鄄
悦燥造 早藻灶藻 憎葬泽 贼则葬灶泽枣藻则则藻凿 蚤灶贼燥 贼燥皂葬贼燥 责造葬灶贼造藻贼泽 枣燥造造燥憎藻凿 遭赠 蚤灶燥糟怎造葬贼蚤灶早 憎蚤贼澡 酝援 蚤灶糟燥早灶蚤贼葬援 杂蚤曾贼赠 凿葬赠泽 造葬贼藻则袁
贼澡藻 葬皂燥怎灶贼泽 燥枣 则燥燥贼 噪灶燥贼 燥灶 贼澡藻 贼燥皂葬贼燥 责造葬灶贼造藻贼泽 贼则藻葬贼藻凿 憎蚤贼澡 贼澡藻 早藻灶藻 泽蚤造藻灶糟蚤灶早 增藻糟贼燥则 责栽灾鄄酝蚤悦燥造蚤 凿藻鄄
糟则藻葬泽藻凿 遭赠 源怨援 源豫 燥则 源怨援 圆豫 糟燥皂责葬则藻凿 憎蚤贼澡 贼澡藻 藻皂责贼赠 增藻糟贼燥则 糟燥灶贼则燥造 燥则 憎葬贼藻则 糟燥灶贼则燥造袁 则藻泽责藻糟贼蚤增藻造赠援 栽澡藻
泽贼怎凿赠 则藻增藻葬造藻凿 贼澡葬贼 贼澡藻 酝蚤悦燥造 早藻灶藻 泽蚤造藻灶糟蚤灶早 泽蚤早灶蚤枣蚤糟葬灶贼造赠 则藻凿怎糟藻凿 贼澡藻 蚤灶枣藻糟贼蚤燥灶 燥枣 酝援 蚤灶糟燥早灶蚤贼葬援
运藻赠 憎燥则凿泽院 酝藻造燥蚤凿燥早赠灶藻 泽责责援 曰 砸晕粤 蚤灶贼藻则枣藻则藻灶糟藻曰 糟怎贼蚤糟造藻 糟燥造造葬早藻灶曰 增蚤则怎泽鄄蚤灶凿怎糟藻凿 早藻灶藻 泽蚤造藻灶糟藻
基金项目院 国家重点基础发展计划项目渊圆园园怨悦月员员怨园园园冤袁公益性行业渊农业冤科研专项渊圆园员员园猿园员愿冤袁国家自然科学基金重点项目
摇 摇 摇 摇 渊猿员园猿园园缘苑冤袁国家大宗蔬菜产业技术体系渊悦粤砸杂鄄圆缘冤
作者简介院 黄永红袁男袁员怨苑源年生袁助理研究员袁研究方向为线虫分子生物学袁 耘鄄皂葬蚤造院 早泽贼泽澡澡岳 员圆远援 糟燥皂
鄢通讯作者渊粤怎贼澡燥则 枣燥则 糟燥则则藻泽责燥灶凿藻灶糟藻冤袁 耘鄄皂葬蚤造院 皂葬燥扎澡藻灶糟澡怎葬灶岳 赠葬澡燥燥援 糟燥皂援 糟灶
收稿日期院 圆园员猿 原 园员 原 圆圆
第 源园 卷摇 第 源 期
圆园员猿 年摇 愿 月
植摇 物摇 保摇 护摇 学摇 报
粤悦栽粤 孕匀再栽韵孕匀再蕴粤悦陨悦粤 杂陨晕陨悦粤
灾燥造援 源园摇 晕燥援 源
粤怎早援 摇 圆园员猿
摇 摇 根结线虫 酝藻造燥蚤凿燥早赠灶藻 泽责责援 是严重危害农作物
的植物病害遥 据统计袁每年仅对果树和蔬菜产业造
成的损失高达 苑园园 亿美元咱员暂 遥 目前虽然也有高效防
控线虫的药剂袁但是在生产实践中袁这些药剂的使用
会引起一系列的负面影响袁如威胁人类和环境健
康咱圆暂 尧影响生物多样性咱猿暂 尧对寄主本身的生长发育
具有不良影响咱源暂等袁从而在很大程度上阻碍了线虫
病害防控研究工作的进展遥
线虫角质层是由上角质层细胞分泌的高分子而
形成的有序的多层细胞外结构咱缘暂 遥 作为线虫外骨
架袁角质层能维持其正常形态及完整性袁对线虫运
动尧生长发育尧渗透调节等众多生理功能具有重要作
用袁也为线虫防御病原菌的入侵及环境胁迫提供了
永久性的保护屏障咱远 原 苑暂 遥 线虫角质层主要由胶原蛋
白组成遥 在线虫的生长发育过程中袁通过蜕皮过程
不断合成新的角质层袁以确保线虫正常生长并提供
必要的保护屏障咱愿暂 遥 已有研究表明院血红素过氧化
物酶基因渊皂造贼鄄苑冤与线虫的正常蜕皮及其重新合成
高度相关咱怨暂 曰在受到外界环境胁迫时袁生物膜形成
相关基因渊遭葬澡鄄员冤正常表达能维持角质层结构的完
整性且降低损害咱苑暂 曰脂肪酸转运蛋白基因渊葬糟泽鄄圆园冤
缺失能引起角质层结构异常咱员园暂 遥 在线虫蜕皮过程
中硫氧还蛋白还原酶基因渊 贼则曾则鄄员冤和谷胱甘肽还原
酶基因 渊早泽则鄄员冤也具有重要的作用咱员员暂 遥 目前袁角质
层相关基因研究都集中在模式线虫秀丽隐杆线虫
悦葬藻灶燥则澡葬遭凿蚤贼蚤泽 藻造藻早葬灶泽中袁根结线虫尚无相关报道遥
病毒介导的基因沉默 渊 增蚤则怎泽鄄蚤灶凿怎糟藻凿 早藻灶藻 泽蚤鄄
造藻灶糟藻袁 灾陨郧杂冤是植物体内存在的一种抵抗外源核酸
入侵的防御系统袁利用这种机制可以研究基因功
能咱员圆暂 遥 作为一种快速鉴定植物基因功能的反向遗
传学新技术袁灾陨郧杂技术近年来成为植物基因功能研
究的有力工具遥 国内外已利用该技术研究了番茄糖
基转移酶基因咱员猿暂 尧辣椒 悦葬杂灶 基因咱员源暂在根结线虫病
害防御中的功能遥 研究表明袁以植物为中间载体袁利
用烟草脆裂病毒渊栽燥遭葬糟糟燥 则葬贼贼造藻 增蚤则怎泽袁栽砸灾冤介导的
灾陨郧杂技术袁可以引起植物寄主中线虫相关基因的表
达下调袁启动线虫中的 砸晕粤蚤效应咱员缘 原 员远暂 遥
本课题组前期研究中袁通过生物信息学方法袁利
用线虫基因组数据预测到了线虫角质层胶原蛋白基
因渊悦燥造冤遥 本研究对南方根结线虫 酝蚤悦燥造 基因进行
克隆袁并用 栽砸灾 介导的 灾陨郧杂 技术研究了 酝蚤悦燥造 基
因沉默对番茄根结线虫病的抑制效应袁以期为探讨
线虫致病机制及其防控措施提供理论依据遥
员 材料与方法
员援 员 材料
南方根结线虫 酝藻造燥蚤凿燥早赠灶藻 蚤灶糟燥早灶蚤贼葬尧番茄品种
丽春尧 栽砸灾 载体 责月陨晕栽砸粤远 和 责栽灾园园尧大肠杆菌
阅匀缘琢尧农杆菌 郧灾猿员园员 等均由中国农业科学院蔬菜
花卉研究所病理研究室保存遥
栽则蚤扎燥造试剂尧杂怎责藻则杂糟则蚤责贼栽酝芋云蚤则泽贼鄄杂贼则葬灶凿 杂赠灶贼澡藻泽蚤泽
杂赠泽贼藻皂 枣燥则 砸栽鄄孕悦砸均购自 陨灶增蚤贼则燥早藻灶公司曰孕悦砸反应
液尧责郧酝鄄栽连接试剂盒均购自天根生化科技渊北京冤
有限公司曰孕悦砸特异引物由生工生物工程渊上海冤股
份有限公司合成曰月葬皂匀玉和 匀蚤灶凿芋为 栽粤运粤砸粤 公
司产品遥
员援 圆 方法
员援 圆援 员 酝蚤悦燥造片段克隆及其特征分析
南方根结线虫二龄幼虫渊允圆冤总 砸晕粤 提取按照
栽则蚤扎燥造试剂法进行遥 按照 杂怎责藻则杂糟则蚤责贼栽酝芋云蚤则泽贼鄄杂贼则葬灶凿
杂赠灶贼澡藻泽蚤泽 杂赠泽贼藻皂 枣燥则 砸栽鄄孕悦砸说明合成 糟阅晕粤袁以合成
的 糟阅晕粤为模板袁用根据预测的 酝蚤悦燥造 基因序列设
计特异引物 渊酝蚤悦燥造云院缘忆鄄粤栽郧粤悦粤郧粤粤郧粤栽栽郧栽粤郧鄄
悦粤粤粤悦粤鄄猿忆曰 酝蚤悦燥造砸院 缘忆鄄栽悦粤粤栽粤郧悦悦栽郧郧郧郧粤栽郧鄄
栽粤悦郧鄄猿忆冤进行 孕悦砸遥 孕悦砸体系为 圆缘 滋蕴袁含有 糟阅晕粤
模板 圆 滋蕴尧员园 伊 遭怎枣枣藻则 圆援 缘 滋蕴尧凿晕栽孕 园援 缘 滋蕴尧各引物
园援 缘 滋蕴尧栽葬择 酶 园援 圆缘 滋蕴遥 反应条件院怨源 益预变性 猿
皂蚤灶曰怨源益变性 源缘 泽袁缘缘益退火 源缘 泽袁苑圆益延伸 源缘 泽袁猿缘
个循环曰苑圆 益最后延伸 员园 皂蚤灶遥 将 孕悦砸 产物用 员豫
琼脂糖凝胶电泳检测袁将符合大小的条带用试剂盒
进行回收尧纯化袁并克隆到 责郧酝鄄栽载体上袁连接产物
转化大肠杆菌 阅匀缘琢袁猿苑益过夜培养遥 在含有 粤皂责蚤鄄
糟蚤造造蚤灶渊粤皂责冤 辕 载鄄早葬造 辕 陨孕栽郧 的 蕴月 平板上随机挑取白
色菌落咱员苑暂 袁小量提取质粒袁送英潍捷基渊中国冤贸易
有限公司进行测序遥
员援 圆援 圆 灾陨郧杂重组载体构建
以克隆的 酝蚤悦燥造 基因保守区域重新设计引物
渊酝蚤悦燥造蚤云院缘忆鄄悦郧郧郧粤栽悦悦悦郧栽悦栽悦郧粤栽悦粤郧郧郧粤粤栽粤鄄
栽悦栽郧郧鄄猿忆袁划线部分为 月葬皂匀玉酶切位点曰酝蚤悦燥造蚤砸院
缘忆鄄悦悦粤粤郧悦栽栽郧郧郧悦悦栽郧粤粤郧郧栽悦悦栽郧郧栽郧郧粤悦悦鄄猿忆袁
划线部分为 匀蚤灶凿芋酶切位点冤袁以含有 员援 圆援 员 中克
隆到的 酝蚤悦燥造的 责郧酝鄄栽载体为模板进行 孕悦砸遥 孕悦砸
体系为 圆缘 滋蕴袁包括模板质粒 圆 滋蕴尧员园 伊 遭怎枣枣藻则 圆援 缘
滋蕴尧凿晕栽孕 园援 缘 滋蕴尧各引物 园援 缘 滋蕴尧栽葬择 酶 园援 圆缘 滋蕴遥
反应程序院怨源 益 猿 皂蚤灶曰 怨源 益 猿园 泽袁 缘圆 益 猿园 泽袁苑圆 益
猿园 泽袁 猿缘 个循环曰 苑圆 益 员园 皂蚤灶遥 将 孕悦砸产物连接到
源猿猿 植摇 物摇 保摇 护摇 学摇 报 源园 卷
责郧酝鄄栽载体上袁将其转入大肠杆菌 阅匀缘琢袁经过蓝白
斑筛选后咱员苑暂 袁挑选阳性克隆进行测序遥 测序确认
后袁用限制性内切酶 月葬皂匀玉和 匀蚤灶凿芋酶切含有酝蚤鄄
悦燥造基因的 责郧酝鄄栽载体袁回收候选基因片段袁并将其
连接到相同酶切的 责栽灾园园 载体上袁构建含有 酝蚤悦燥造
基因片段的 责栽灾鄄酝蚤悦燥造蚤的沉默载体遥
员援 圆援 猿 灾陨郧杂操作及靶标基因沉默效应
灾陨郧杂操作按照参照文献咱员愿 原 员怨暂进行袁并稍
有修改遥 通过电转化方法咱员苑暂 将 责栽灾鄄酝蚤悦燥造蚤 和
责月陨晕栽砸远 载体转入农杆菌 郧灾猿员园员袁并在 蕴月 液体培
养基上培养至 韵阅 值约为 园援 远 后袁猿 园园园 则 辕 皂蚤灶 离心
员园 皂蚤灶收集菌体袁用等体积 酝酝粤 缓冲液 渊员园 皂皂燥造 辕
蕴 酝早悦造圆尧员缘园 皂皂燥造 辕 蕴 乙酰丁香酮尧员园 皂皂燥造 辕 蕴 酝耘杂冤
再次悬浮袁圆缘益震荡培养 猿 澡后 员 颐 员 混合遥 选取 源 耀
缘 叶龄的番茄苗袁用不带针头的 缘 皂蕴 注射器将混合
菌液从背面注射渗入番茄叶片袁使菌液充满整个叶
片袁 每棵苗注射 圆 耀 猿 片叶子遥 同时以空载体
责栽灾园园 和清水代替沉默载体处理的番茄植株为 圆 个
对照组遥 注射完毕后袁将对照组植株在温度 员远 益尧
砸匀 缘园豫的培养箱内黑暗培养 圆源 澡 后袁转入到温度
为 圆园 耀 圆圆益尧光照 员远 澡 辕 愿 澡尧砸匀 缘园豫的环境内遥 员园 凿
后袁取新长出的番茄叶片袁用 栽砸灾特异引物 渊云砸远怨院
缘忆鄄郧悦栽郧悦栽粤郧栽栽悦粤栽悦栽郧悦粤悦鄄猿忆曰云砸苑园院 缘忆鄄郧悦粤悦郧鄄
郧粤栽悦栽粤悦栽栽粤粤粤郧粤粤悦鄄猿忆冤检测 栽砸灾 的转化情况遥
对 栽砸灾阳性植株接种南方根结线虫 圆园园 条 辕株遥 每
个处理 员园 次重复袁试验进行 猿 次遥 远园 凿 后袁统计各
处理植株根结数量袁以评价 酝蚤悦燥造 基因沉默对番茄
根结线虫病害发生的抑制效应遥
员援 圆援 源 砸栽鄄孕悦砸检测南方根结线虫 酝蚤悦燥造表达
采取不同处理番茄植株根系并收集线虫遥 用
栽则蚤扎燥造试剂法提取 砸晕粤袁并合成 糟阅晕粤遥 通过半定量
砸栽鄄孕悦砸进行 酝蚤悦燥造基因的表达检测袁其特异引物尧
反应条件与 酝蚤悦燥造克隆试验中相同遥 用南方根结线
虫 员愿杂做参照基因袁参照 阅怎遭则藻怎蚤造 等咱员远暂方法设计其
特异引物渊员愿杂鄄云院 缘忆鄄粤悦悦郧栽郧郧悦悦粤郧粤悦粤粤粤悦栽粤悦鄄
猿忆曰 员愿杂鄄砸院 缘忆鄄郧粤栽悦郧悦栽粤郧栽栽郧郧悦粤栽悦郧栽栽鄄猿忆冤遥 扩
增条件院怨源 益 源 皂蚤灶曰怨源 益 猿园 泽袁缘源 益 猿园 泽袁苑圆 益 猿园 泽袁
共 圆愿 个循环遥 孕悦砸 产物用 员豫的琼脂糖凝胶进行
分离遥
员援 猿 数据分析
用 杂粤杂 愿援 园 软件的 粤晕韵灾粤 模块对沉默处理及
对照植株上根结数进行单因素方差分析袁用最小显
著差数法渊蕴杂阅法冤进行显著性分析遥
圆 结果与分析
圆援 员 酝蚤悦燥造的克隆及其特性分析
以南方根结线虫 允圆 总 砸晕粤 为模板袁用特异引
物酝蚤悦燥造云 辕 酝蚤悦燥造砸进行 砸栽鄄孕悦砸袁获得了约 怨园园 遭责目
的条带渊图 员冤遥 将扩增片段克隆到 责郧酝鄄栽 上进行
测序袁该片段长约 怨园猿 遭责遥
阅晕粤酝粤晕 苑援 园尧阅晕粤杂栽粤砸 苑援 园 软件对克隆到的
酝蚤悦燥造序列进行基本特性尧二级结构及同源性分析
表明院该片段单链 酝宰 为 圆苑怨援 圆源 噪阅袁双链 酝宰 为
缘 缘 远 援 苑 远 遥其中粤为圆 远 援 圆 豫 尧 栽为员 苑 援 远 员 豫 尧悦为
圆苑援 怨员豫 尧郧为 圆愿援 圆源豫 遥 将克隆到的候选序列和预
测的序列相比对发现袁两者的一致性高达 怨怨援 远苑豫 遥
仅有 猿 个碱基不同遥 候选基因在 圆员尧源愿猿尧愿怨员 遭责 处
分别为 郧尧郧尧粤袁而预测基因在相同处分别为 粤尧粤尧
悦遥 候选基因包含 员 个完全的 韵砸云袁编码 猿园园 个氨
基酸遥 酝宰为 圆愿援 远源 噪阅尧责陨 越 愿援 源圆袁责匀 越 苑 时的电荷
为 远援 怨圆袁其中带点氨基酸为 远猿 个袁占总氨基酸的
圆员豫曰强酸性氨基酸 员远 个袁占 缘援 猿猿豫曰强碱性氨基酸
圆圆个袁占 苑援 猿猿豫曰极性氨基酸 远圆 个袁占 圆园援 远豫曰疏水
性氨基酸 源愿 个袁占 员远豫 遥 该氨基酸序列的二级结
构中包含有 源 个 琢 原螺旋尧圆 个 茁 原折叠尧圆怨 个 茁 原
转角结构 遥虽然预测基因序列和候选基因序列
有 猿 个碱基不同袁但候选基因在 员怨 耀 圆员尧源愿员 耀 源愿猿尧
愿愿怨 耀 愿怨员 遭责处分别为 粤粤郧尧郧郧郧 及 栽悦粤袁而预测基
因在相同处分别为 粤粤粤尧郧郧粤 及 栽悦悦袁故而两者编
码的氨基酸一致性高达 员园园豫 遥 因此认定该基因为
酝蚤悦燥造渊郧藻灶月葬灶噪登录号为 允匝圆愿源园远怨袁其编码的氨基
酸序列号为 粤云郧圆缘源缘愿冤遥
图 员 酝蚤悦燥造基因的 孕悦砸扩增片段
云蚤早援 员 栽澡藻 葬皂责造蚤枣蚤藻凿 枣则葬早皂藻灶贼 燥枣 酝蚤悦燥造 糟葬灶凿蚤凿葬贼藻 早藻灶藻
摇 摇 酝院栽则葬灶泽 圆运 责造怎泽 阅晕粤 皂葬则噪藻则曰员院酝蚤悦燥造 候选基因片段遥 酝院
栽则葬灶泽 圆运 责造怎泽 阅晕粤 皂葬则噪藻则曰 员院 早藻灶藻 枣则葬早皂藻灶贼 燥枣 酝蚤悦燥造援
缘猿猿源 期 黄永红等院南方根结线虫 悦燥造基因分子克隆及其 灾陨郧杂效应分析
圆援 圆 酝蚤悦燥造与其它线虫的进化关系
将 酝蚤悦燥造 基因编码的氨基酸序列在 晕悦月陨 上进
行 月蕴粤杂栽比对发现袁该基因属于 悦燥造赃糟怎贼蚤糟造藻赃晕 基因
超家族袁搜索到的 员园园 条结果中袁有来自隐杆线虫
属尧蛔虫属尧罗阿丝虫属尧吴策线虫属尧布鲁格丝虫
属尧血矛线虫属的线虫遥 月蕴粤杂栽 结果中 杂糟燥则藻 分值
最高的 圆苑 个序列分别属于隐杆线虫属尧蛔虫属尧布
鲁格丝虫属尧罗阿丝虫属遥 利用 酝耘郧粤缘援 员 软件中
邻接法渊灶藻早澡遭燥则鄄躁燥蚤灶蚤灶早袁 晕允冤将克隆到的酝蚤悦燥造氨基
酸渊粤云郧圆缘源缘愿冤序列与这些不同属的线虫进行聚类
分析袁这 圆苑 条线虫分为三个大类院来自隐杆线虫属
的圆员条聚成第员类曰来自蛔虫属尧罗阿丝虫属及
布鲁格丝虫属的线虫聚成第圆类 袁这猿个属的线
虫都是侵染动物的线虫 曰本研究克隆的南方根
结线虫渊粤云郧圆缘源缘愿援 员冤单独成为一类袁为植物线虫类
渊图 圆冤遥
图 圆 南方根结线虫与其它线虫 悦燥造氨基酸序列的进化树分析
云蚤早援 圆 栽澡藻 责澡赠造燥早藻灶藻贼蚤糟 贼则藻藻 燥枣 悦燥造 葬皂蚤灶燥 葬糟蚤凿 泽藻择怎藻灶糟藻 蚤灶 酝藻造燥蚤凿燥早赠灶藻 蚤灶糟燥灶早灶蚤贼葬 葬灶凿 燥贼澡藻则 灶藻皂葬贼燥凿藻泽
摇 摇 粤云郧圆缘源缘愿援 员为本研究中克隆到的南方根结线虫 悦燥造基因遥 粤云郧圆缘源缘愿援 员院 栽澡藻 悦燥造 早藻灶藻 蚤灶 酝援 蚤灶糟燥早灶蚤贼葬 糟造燥灶藻凿 蚤灶 贼澡藻 责则藻泽藻灶贼 泽贼怎凿赠援
圆援 猿 责栽灾鄄酝蚤悦燥造蚤沉默载体的获得
以南方根结线虫 允圆 砸晕粤 为模板袁利用特异引
物 酝蚤悦燥造蚤云 辕 酝蚤悦燥造蚤砸 进行 砸栽鄄孕悦砸袁将获得的片段连
接到 责郧酝鄄栽载体上袁得到 责郧酝鄄酝蚤悦燥造蚤 载体袁将其转
化大肠杆菌袁挑选阳性克隆进行测序后袁获得了 缘圆愿
遭责的 酝蚤悦燥造基因片段袁用限制性内切酶 月葬皂匀玉和
匀蚤灶凿芋酶切 责郧酝鄄酝蚤悦燥造蚤载体袁将得到的小片段连接
到相同酶切的 责栽灾园园 载体上袁构建成含有 酝蚤悦燥造 基
因片段的 栽砸灾介导的 灾陨郧杂 沉默载体渊图 猿冤袁经过
酶切鉴定后命名为 责栽灾鄄酝蚤悦燥造蚤遥
圆援 源 酝蚤悦燥造蚤沉默对线虫病害的抑制效果
对 栽砸灾阳性番茄植株接种南方根结线虫 远园 凿
后袁责栽灾鄄 酝蚤悦燥造蚤沉默载体处理番茄植株与空载体及
清水对照的番茄苗都有根结形成遥 但与沉默载体处
理相比袁空载体和清水对照根结数量更多尧根结更
大袁而且肿大成串明显遥责栽灾鄄酝蚤悦燥造蚤载体处理根结
远猿猿 植摇 物摇 保摇 护摇 学摇 报 源园 卷
图 猿 责栽灾鄄 酝蚤悦燥造蚤沉默载体图谱
云蚤早援 猿 阅蚤葬早则葬皂 燥枣 责栽灾鄄酝蚤悦燥造蚤 泽蚤造藻灶糟蚤灶早 增藻糟贼燥则
数每株集中在 缘 耀 源猿 个之间袁平均为 猿圆援 员 个曰而在
空载体和清水对照中根结数量在 源苑 耀 愿源 个之间袁平
均分别为 远圆援 源 和 远圆援 圆 个袁与处理间存在显著差异
渊孕 约园援 园园园员冤遥 责栽灾鄄酝蚤悦燥造蚤 处理植株根结数比空载
体和清水对照分别下降了 源怨援 源豫和 源怨援 圆豫 遥
圆援 缘 酝蚤悦燥造基因的表达分析
收集不同处理的番茄植株根结中线虫袁并进行
酝蚤悦燥造基因表达分析发现袁责栽灾鄄酝蚤悦燥造蚤处理植株中的
南方根结线虫 酝蚤悦燥造表达明显低于空载体和清水对
照渊图 源冤遥
图 源 不同处理番茄植株中的南方根结线虫 酝蚤悦燥造基因的表达
云蚤早援 源 耘曾责则藻泽泽蚤燥灶 燥枣 酝蚤悦燥造 早藻灶藻 燥枣 酝藻造燥蚤凿燥早赠灶藻 蚤灶糟燥早灶蚤贼葬 枣则燥皂 贼则藻葬贼藻凿 贼燥皂葬贼燥 责造葬灶贼造藻贼泽
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猿 讨论
本研究克隆了南方根结线虫 酝蚤悦燥造 基因袁与预
测的 酝蚤悦燥造基因序列一致性高达 怨怨援 远苑豫 袁氨基酸序
列一致性高达 员园园豫 遥 在此基础上袁构建了烟草脆
裂病毒介导的 酝蚤悦燥造 沉默载体 责栽灾鄄酝蚤悦燥造蚤袁并用该
载体处理番茄植株遥 处理 员园 凿 后袁取番茄植株上新
长出的叶片袁利用 栽砸灾特异引物进行 孕悦砸遥 一方面
验证沉默载体是否转入到了番茄植株袁另一方面选
取 栽砸灾阳性植株接种南方根结线虫袁确保了后续试
验的准确性遥 远园 凿后袁收集不同处理的植株中线虫
酝蚤悦燥造蚤基因表达分析袁责栽灾鄄酝蚤悦燥造蚤 沉默载体处理植
株中线虫 酝蚤悦燥造蚤基因表达明显减弱袁说明以番茄植
株为载体袁通过 灾陨郧杂 技术可以启动侵染植株的线
虫中相应基因的 砸晕粤蚤袁试验结果与前人的研究结果
一致遥 灾葬造藻灶贼蚤灶藻 等咱员缘暂以拟南芥为中间载体袁通过
栽砸灾介导的 灾陨郧杂 抑制了孢囊线虫中 早葬责凿澡 的表
达曰阅怎遭则藻怎蚤造等咱员远暂以烟草植株为中间载体袁用同样
的方法抑制了南方根结线虫中 皂蚤鄄贼灶糟和 皂蚤鄄糟则贼 的表
达遥 本研究在检测线虫 酝蚤悦燥造蚤 基因表达分析时袁采
取将线虫从植株中分离出来袁再进行分析的方法袁可
以避免寄主或寄主体内其它因素的干扰和提高分析
的准确性遥
阅葬增蚤藻泽 驭 悦怎则贼蚤泽咱远暂研究表明袁线虫的角质层是复
杂的多层细胞外基质袁主要由角质层胶原蛋白组成遥
其合成途径中的酶基因发生突变时袁角质层形成会
发生缺陷袁可导致线虫身体短小尧角质层浮起尧身体
扭曲等形态变异袁也会造成胚胎和幼虫死亡咱圆员暂 遥 在
秀丽隐杆线虫中袁葬糟泽鄄圆园 突变体表现出角质层屏障
的缺陷袁引起角质层结构的变化咱员园暂 曰藻葬枣鄄员 和 藻造造鄄员 突
变体形态短缩尧幼虫的死亡率显著升高尧后代数量也
显著减少咱圆圆暂 遥 因此袁推测 栽砸灾 入侵启动了番茄中
的 砸晕粤蚤机制袁导致其根结中形成了大量与酝蚤悦燥造基
因同源的 泽蚤砸晕粤泽袁而这些 泽蚤砸晕粤泽 通过南方根结线
虫的吞食作用进入线虫体内袁引发了线虫中 酝蚤悦燥造
沉默遥 而线虫 酝蚤悦燥造沉默引起线虫角质层胶原蛋白
下降袁可能导致南方根结线虫表皮结构异常尧形态
变异尧生长发育受阻尧寿命缩短或生育率降低袁从而
降低其生活力及侵染力袁最终减轻了番茄根结线虫
病害的症状遥
由于化学药品的禁用袁使得线虫的防控形势更
加严峻咱圆猿 原 圆源暂 遥 目前研究重点转向了对线虫生长发
育及侵染性具有重要作用的功能基因的研究袁这是
根结线虫防控研究的新趋势咱圆缘暂 遥 本研究克隆到的
酝蚤悦燥造与南方根结线虫侵染力显著相关袁对该基因的
深入研究将有助于开发防控根结线虫病害的新方法遥
苑猿猿源 期 黄永红等院南方根结线虫 悦燥造基因分子克隆及其 灾陨郧杂效应分析
参 考 文 献渊砸藻枣藻则藻灶糟藻泽冤
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咱员圆暂 王宏芝袁李瑞芬袁王国英袁等援 病毒诱导的基因沉默及其在
植物功能基因组学研究中的应用援 自然科学进展袁圆园园缘袁员缘
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咱员怨暂 崔艳红袁 贾芝琪袁 李颖袁 等援 利用 灾陨郧杂技术研究马铃薯抗
晚疫病基因 砸猿葬 和 砸月 的信号传导援 园艺学报袁圆园园怨袁猿远
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咱圆源暂 张玉袁茆振川袁陈国华袁等援 南方根结线虫伴生细菌宏基因
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