小麦类钙调素新亚型基因TaCML25/26调控抗叶锈性

摘要

小麦叶锈病是小麦生产中的重要病害,抗病品种的利用是防治该病安全、高效、经济的方法。明确抗叶锈病相关基因的作用对于有效防治叶锈病具有重要意义,而Ca^2+-CaM/CML信使系统在抗病过程中起着重要作用,并且不同的CaM亚型可能调控不同的抗病途径。前期研究发现在抗病和感病转录中存在显著差异表达的CaM/CML序列,在此基础上,在小麦近等基因系TcLr19中克隆该基因的开放读码框(open reading frame,ORF)。通过用Blastx及多种软件进行序列分析,初步确定其结构特性。该基因包含一个完整458 bp的开放阅读框,编码147个氨基酸;编码的蛋白不含跨膜区、无信号肽、定位在线粒体以外的其他细胞器中,具有一个EF-hand8以及多个EFh保守结构域。该基因与粗山羊草CML25/26基因的亲缘关系最近,相似性高达99%,确定其为一个新的小麦CML亚型,命名为TaCML25/26。用SWISS-MODEL构建CML的三维模型。利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析该基因在TcLr19和其感病突变体Mu19中表达的特性。该基因不仅在根、茎、叶等组织中均有不同程度的表达,而且在叶片中表达受叶锈菌诱导,表达高峰出现时间在小麦近等基因系TcLr19和感病突变体Mu19中显著不同,在抗病的TcLr19中比在感病突变体中高峰早出现96 h;外源植物激素水杨酸、脱落酸在TcLr19中诱导TaCML25/26上调表达。为今后解析小麦类钙调素基因在植物抗叶锈病中的生物学功能奠定基础。