小麦木聚糖酶抑制剂基因分子检测及TLXI基因序列突变分析

摘要

木聚糖酶抑制剂基因是一类重要的防御基因，在植物抗病防御反应中起重要作用，研究木聚糖酶抑制剂基因对小麦抗病性育种有一定的参考价值。本文选取来自全国各个麦区的260份小麦品种(品系)，利用6对特异引物分别对TAXI-I，XIP-I，TLXI三种木聚糖酶抑制剂基因进行PCR扩增，检测和鉴定这三种基因在供试小麦中的分布情况，测定不同小麦品种中TLXI木聚糖酶抑制剂基因序列，并结合田间记录的白粉病病情指数，研究三种木聚糖酶抑制剂基因在小麦抗病防御中的作用及TLXI基因序列中单核苷酸变异对小麦抗病性的影响。
　　 对三种木聚糖酶抑制剂基因的分子检测表明，在260份材料中，三种木聚糖酶抑制剂基因的分布各异：13份材料含有TAXI-I单基因，占0.05％；36份材料含有XIP-I单基因，占13.9％；29份材料含有TLXI单基因，占11.2％；23份材料含有XIP-I+TAXI-I聚合基因；55份材料含有XIP-I+TLXI聚合基因；41份材料含有TAXI-I+TLXI聚合基因；35份材料含有XIP-I+TLXI+TAXI-I聚合基因；23份材料三种基因都不含有。
　　 对三种基因与白粉病病情指数的分析表明，含有TAXI-I单基因的品种其平均病情指数为6.8，含有XIP-I单基因的品种其平均病情指数为12.41，含有TLXI单基因的品种其平均病情指数为11.53，含有XIP-I+TAXI-I聚合基因的品种其平均病情指数为8.9，含有XIP-I+TLXI聚合基因的品种其平均病情指数为11.4，含有TAXI-I+TLXI聚合基因的品种其平均病情指数为8.2，含有XIP-I+TLXI+TAXI-I聚合基因的品种其平均病情指数为12.3，不含有三种基因的品种其平均病情指数为11.4。由此看出含有TAXI-I单基因的品种其平均病情指数(6.8)与不含有三种基因的品种的平均病情指数(11.4)差别较大，其余差别不明显；这些结果初步说明TAXI-I基因可能是一个有效的白粉病抗性基因，在小麦抗病性中起一定作用。
　　 对48个高病情指数和低病情指数品种的TLXI基因序列测定发现，TLXI基因编码区序列出现单核苷酸突变(SNP)，共3个SNP(135bpG/A，159bpA/C，168bpG/C)，其中5个品种出现终止密码子突变(135bpG/A)，并同时有159bpA/C和168bpG/C突变，8个品种有159bpA/C，3个品种有159bpA/C和168bpG/C突变。结合病情指数分析发现，同时具有A/C和G/C突变的品种其平均病情指数(9.07)比未发生突变的平均病情指数(12.56)降低了27.8％，差别较大；只具有A/C突变的品种其平均病情指数为14.79，与未发生突变的平均病情指数(12.56)相比，升高了17.8％。这些结果初步说明159bpA/C和168bpG/C突变可能对TLXI基因的抗性有一定影响。