小麦防御素基因TaPDF35的克隆与功能分析

摘要

从抗纹枯病小麦品种CI12633中克隆出一个小麦防御素基因TaPDF35,并对其表达特性及功能进行了分析。TaPDF35基因包含一个长为249 bp的开放阅读框(ORF,open reading frame),编码82个氨基酸组成的多肽TaPDF35。预测分析表明,TaPDF35能形成由1个α螺旋和3股反向平行的β-折叠片组成的αβ(CSαβ)基序,αβ(CSαβ)基序由8个半胱氨酸形成的4个二硫键固定。TaPDF35的N端有一段27个氨基酸的信号肽。表达分析结果表明,TaPDF35基因在抗纹枯病小麦品种CI12633和山红麦中的表达量显著高于在感纹枯病小麦品种扬麦158和温麦6号中的表达量;该基因在小麦的叶鞘和茎中均有表达,且受纹枯病原菌诱导而上调表达。利用大麦条形花叶病毒(BSMV,barley stripe mosaic virus)诱导的基因沉默技术(VIGS,virus-induced gene silencing)降低抗纹枯病小麦品种CI12633中TaPDF35基因的转录水平,再接种纹枯病原菌进行纹枯病抗性鉴定。结果显示,与接种BSMV:GFP的CI12633对照植株相比,TaPDF35表达水平降低的CI12633植株对纹枯病的抗性显著降低,表明TaPDF35表达是小麦防御纹枯病反应所需的。