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大豆对大豆花叶病毒SC1株系抗性基因的定位及大豆蛋白GmCPIP的功能分析

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大豆[Glycinemax(L.)Merr.]起源于中国，已有五千多年的栽培历史，是世界上最重要的油料作物和粮食作物之一，含有丰富的蛋白质与其他营养物质。大豆花叶病毒(Soybeanmosaicvirus，SMV)是一种世界性大豆病害，广泛分布于各个地区，严重危害大豆的产量以及质量。多年研究表明，防治SMV最有效的方法是培育抗病品种。本文针对SMV株系SC1进行抗性遗传和抗性基因的分子标记定位研究，为大豆抗病育种以及抗性基因的精细定位和图位克隆奠定基础。另外，对与流行株系SC4外壳蛋白互作的大豆蛋白GmCPIP进行相关功能分析。主要研究结果如下: 1、利用抗SMV株系SC1的品种科丰1号、诱变30、Kwanggyo和齐黄1号与感病品种南农1138-2配制抗感与抗抗的杂交组合，研究不同品种对SC1株系的抗性遗传方式以及所携带的抗性基因之间的等位关系。研究表明，抗感杂交组合科丰1号×南农1138-2的F1代表现抗病，F2代群体出现3∶1的抗感分离比例，这一结果表明科丰1号对SC1的抗性可能由一对显性抗病基因控制。抗抗杂交组合Kwanggyo×科丰1号和齐黄1号×科丰1号的F1代表现抗病，F2群体未发现感病植株，表明Kwanggyo与科丰1号以及齐黄1号与科丰1号所携带的对SC1株系的抗病基因可能是等位或者紧密连锁的。诱变30×科丰1号的F1代表现抗病，F2代群体出现15∶1的抗感分离比例，初步表明诱变30与科丰1号的抗SC1株系的抗病基因可能不在同一条染色体上。 2、在科丰1号×南农1138-2杂交组合的F2群体中，利用分离群体分组分析法(BSA)，将科丰1号对SC1的抗病基因位点RSC1定位于D1b连锁群，并与SSR标记Satt698、Satt558、Sat_254、BARCSOYSSR_02_0591、Satt634、BARCSOYSSR_02_0610、BARCSOYSSR_02_0620和Satt542连锁，相应的遗传距离分别为11.9cM、3.8cM、2.4cM、1.7cM、1.2cM、1cM、2.3cM和7.1cM。 3、本实验室通过高通量测序定量筛选互作物(QIS-Seq)的方法，揭示了由基因Glyma06g289000(GenBank:KRH55895.1)编码的大豆DnaJ蛋白(GmCPIP)与SC4株系外壳蛋白(Coatprotein，CP)之间的相互作用。本文通过酵母双杂交(Yeasttwo-hybrid，Y2H)系统和双分子荧光互补(Bimolecularfluorescencecomplementation，BiFC)技术进一步证实了SC4CP和GmCPIP之间的相互作用。亚细胞定位结果表明它们都表达于细胞质，细胞膜和细胞核中。通过实时定量聚合酶链反应(qRT-PCR)分析表明，大豆植株感染SC4株系会暂时提高GmCPIP的转录水平。病毒诱导的基因沉默(Virus-inducedgenesilencing，VIGS)结果表明，与空载处理的植株相比，沉默植株中GmCPIP基因的表达量下调了82％;在接种SC4株系后，沉默植株与空载处理的植株相比，SMV的积累量减少了88.6％。综上所述，GmCPIP与SMVCP的相互作用能促进大豆中SMV的复制。

宗亭轩

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大豆花叶病毒 抗性遗传 基因定位 外壳蛋白互作蛋白

硕士

作物学；作物遗传育种

智海剑

2020

南京农业大学

中文

S5