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分子植物育种
(
网络版
), 2012
年
,
第
10
卷
,
第
1458
-
1463
页
Fenzi Zhiwu Yuzhong (Online), 2012, Vol.10, 1458
-
1463
http://mpb.5th.sophiapublisher.com
1458
研究报告
Research Report
过量表达拟南芥
NPR1
基因提高小麦纹枯病的抗性
周淼平
,
杨学明
,
姚金保
,
张鹏
,
余桂红
,
马鸿翔
江苏省农业科学院生物技术所
,
江苏省农业生物学重点实验室
,
南京
, 210014
通讯作者
:
mpzhou@hotmail.com
作者
分子植物育种
, 2012
年
,
第
10
卷
,
第
62
篇
doi: 10.5376/mpb.cn.2012.10.0062
收稿日期：
2012
年
08
月
01
日
接受日期：
2012
年
08
月
15
日
发表日期：
2012
年
12
月
16
日
本文首次发表在《分子植物育种》
(2012
年第
10
卷第
6
期
655-661
页
)
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,
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引用格式
(
中文
)
：
周淼平等
, 2012,
过量表达拟南芥
NPR1
基因提高小麦纹枯病的抗性
,
分子植物育种
(online) Vol.10 No.62 pp.1458-1463 (doi: 10.5376/mpb.cn.2012.
10.0062)
引用格式
(
英文
)
：
Zhou et al., 2012, Over-expression of
AtNPR1
Enhances Resistance to Wheat Sharp Eyespot in Transgenic Wheat, Fenzi Zhiwu Yuzhong (online)
(Molecular Plant Breeding) Vol.10 No.62 pp.1458-1463 (doi: 10.5376/mpb.cn.2012.10.0062)
摘
要
拟南芥
NPR1
基因是植物重要的抗病调控因子，转基因过表达该基因可以赋予植物广谱抗性。为明确该基因在小麦
抗纹枯病基因工程中的应用潜力，本研究构建了由玉米
ubiquitin
启动子驱动的拟南芥
NPR1
表达载体，采用基因枪介导法导
入到小麦品种扬麦
12
号中，获得
20
株转基因植株。对
14
个外源基因纯合株系的半定量
RT-PCR
和测序分析结果显示，外
源拟南芥
NPR1
基因已经导入转基因小麦并有不同水平的表达，部分转基因株系拟南芥
NPR1
基因发生重排；纹枯病抗性鉴
定结果表明，转基因株系中拟南芥
NPR1
基因的正确表达可以减轻纹枯病菌引起的病症发展，提高转基因小麦的纹枯病抗性。
关键词
小麦
;
AtNPR1
;
遗传转化
;
纹枯病
Over-expression of
AtNPR1
Enhances Resistance to Wheat Sharp Eyespot in
Transgenic Wheat
Zhou Miaoping , Yang Xueming , Yao Jinbao , Zhang Peng , Yu Guihong , Ma Hongxiang
Institute of Biotechnology, Provincial Key Laboratory of Agrobiology, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Nanjing, 210014, P.R., China
Corresponding author, mpzhou@hotmail.com;
Authors
Abstract
The Arabidopsis
NPR1
gene is the important antiviral regulatory factor in plant, transgenic overexpression of the gene
can be imparted to the plant broad resistance. In order to evaluate the potential application of
AtNPR1
gene in the genetic engineering
for the resistance to wheat sharp eyespot, the expression vector of
AtNPR1
driven by maize ubiquitin promoter was constructed and
introduced into wheat Yangmai12 via particle bombardment in this study. Twenty transgenic plants were obtained by L-PPT
screening and PCR analysis. The result of semi-quantitative RT-PCR and DNA sequencing of 14 transgenic homozygous lines
showed that the alien
AtNPR1
genes were integrated into wheat genome and expressed at different levels. Rearrangement of
AtNPR1
gene was observed in some transgenic lines. The assessment of resistance to
Rhizoctonia cerealis
indicated that the correct
expression of
AtNPR1
in transgenic lines could reduce the severity of wheat sharp eyespot
．
Keywords
Wheat;
AtNPR1
; Genetic transformation; Sharp eyespot
番植物在长期进化过程中，形成了复杂的抵御
病原菌侵染的抗病机制。抗病机制具有多种表现形
式，包括基础抗病性、病原菌诱导的抗性以及抗病
基因
(R gene)
主导的抗性等。不同形式的抗病信号
传导途径既有区别，也有重叠和交叉。其中的交叉
点是植物整体抗病的重要调节因子。
NPR1
(nonexp-
ressor of pathogenesis related genes 1)
就是抗病重要
调节基因之一，它既是
SAR (systemic acquired resist-
ance)
和
ISR (induced systemic resistance)
诱导抗性信
号传导的交叉点，也是基础抗性以及部分抗病基因
所决定抗性的重要调节基因。
NPR1
基因最早从拟南芥中克隆
(Cao et al.,
1997)
，该基因位于
1
号染色体，含有
4
个外显子和
3
个内含子，编码的蛋白包含
593
个氨基酸，分子量约
66 kD
。
NPR1
在植株体内组成性表达。通常情况下，
NPR1
单体在细胞质中通过分子间二硫键形成寡聚
体而存在。在
SAR
反应中，水杨酸的累积增加了细
胞内的还原势，从而破坏了
NPR1
寡聚体中的二硫