摘要
小麦根腐病和纹枯病是世界性的小麦重要土传病害。由于缺乏高抗根腐病、纹枯病的小麦种质资源，利用杂交和表型选择等方法培育抗根腐病、纹枯病小麦品种的进展缓慢。因此，分离小麦抗根腐病、抗纹枯病相关基因，验证其抗病功能，发掘和创制抗根腐病和纹枯病小麦新种质显得尤为迫切。植物防卫反应涉及多个基因、多条信号通路，MYB转录因子在该应答反应中起着承上启下的作用。本研究对前期筛选的受病原菌诱导表达的 MYB转录因子基因 TaMYB86和TaRIM1进行分子特征和防御功能分析，旨在明确它们是否为小麦抗根腐病和纹枯病重要基因，并获得具有根腐病、纹枯病抗性的转基因小麦新种质。 本研究获得以下结果： 构建了TaMYB86过表达的转基因载体pUbi:MYC-TaMYB86，利用基因枪介导法将其转入小麦商业品种扬麦16。对转 TaMYB86基因小麦 T0-T3代植株进行分子特征分析和抗病鉴定。PCR检测结果表明，引入的 TaMYB86已转入三个转基因小麦株系中；qRT-PCR结果显示，TaMYB86在3个转基因小麦株系中的表达量显著高于未转基因扬麦16，约为未转基因扬麦16的5~6倍，表明TaMYB86可在转基因小麦中过量转录、表达；Western杂交结果表明，引入的TaMYB86可在上述3个转基因小麦株系中翻译表达。对转TaMYB86基因小麦与未转基因扬麦16进行根腐病菌接种与抗病鉴定，结果表明，3个转TaMYB86基因小麦株系在T1-T3代的根腐病病情指数分别为31.75、50.00、45.00；37.75、37.50、38.50；41.75、31.25、37.50；在3次鉴定中未转基因扬麦16的根腐病病情指数分别为75.04、54.17、65.38，转TaMYB86基因小麦T1-T3代的根腐病抗性均显著高于未转基因扬麦16。与未转基因扬麦16相比，转TaMYB86基因小麦中3个防卫基因（PR10、PR17c和Chit1）的转录水平也显著提高。以上结果说明，TaMYB86过表达可显著增强转基因小麦的根腐病抗性，TaMYB86在小麦防御根腐病过程中起正向调控作用。 通过大麦条纹花叶病毒（BSMV）介导的病毒诱导基因沉默（VIGS）方法，使抗纹枯病小麦CI12633中TaRIM1的表达量显著下降，随后接种纹枯病菌强毒力菌株 WK207进行抗性程度鉴定，以研究 TaRIM1在小麦防御纹枯病反应中的作用。结果表明，与接种 BSMV:GFP病毒的 CI12633对照植株相比，接种BSMV:TaRIM1的 CI12633植株中 TaRIM1的表达量显著降低，对纹枯病抗性显著减弱，说明TaRIM1是小麦防御纹枯病反应所需的基因。构建了 TaRIM1的过表达转基因载体pUbi:MYC-TaRIM1，利用基因枪介导法将其转入小麦推广品种扬麦16，并对转TaRIM1基因小麦T0-T2代植株进行分子特征分析和抗纹枯病鉴定。PCR检测结果表明，引入的 TaRIM1已转入5个转基因小麦株系中；qRT-PCR结果显示，TaRIM1基因可在转基因小麦株系中过量转录、表达；Western杂交结果表明，引入的TaRIM1可在5个转基因阳性植株中翻译表达；抗纹枯病鉴定结果表明，5个转 TaMYB86基因小麦株系在 T1-T2代的纹枯病病情指数分别为20.00-36.00及20.00-33.40，各代相应鉴定的未转基因扬麦16的纹枯病病情指数分别为55.00和48.40，转TaRIM1基因各株系小麦连续两代的纹枯病抗性均显著高于未转基因扬麦16。以上结果说明， TaRIM1是小麦抗纹枯病重要基因，过表达TaRIM1可显著增强转基因小麦的纹枯病抗性。对禾谷丝核菌侵染后的TaRIM1沉默的小麦植株和过表达的转基因小麦株系中5个防卫基因（Defensin、PR10、PR17c、nsLTP1、Chit1）的转录水平和启动子序列分析，结果表明，TaRIM1可以上调这些基因的表达，进而增强小麦对纹枯病的抗性。
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