草莓NBS-LRR家族基因FaNBS1的克隆與表達(dá)分析

摘 要：利用同源克隆結(jié)合RACE技術(shù)從久香草莓莖尖cDNA中分離到一個抗病相關(guān)TIR-NBS-LRR類基因FaNBS1 （GenBank登錄號：HQ845018），解析了該基因及其編碼蛋白的組織結(jié)構(gòu)和同源特征；并采用半定量RT-PCR技術(shù)分析了該基因在不同組織中的表達(dá)差異和外源植物生長物質(zhì)處理下的表達(dá)變化。該基因在基因組上長為2 434 bp， 由3個外顯子組成的轉(zhuǎn)錄本包含長1 893 bp的讀碼框。所編碼蛋白含630個氨基酸殘基，在15~146是保守的TIR結(jié)構(gòu)域，191~492是NB-ARC結(jié)構(gòu)域。FaNBS1與大豆TIR-NBS-LRR抗性蛋白ADF78118的全序列一致性為50.20%，在NB-ARC保守結(jié)構(gòu)域的一致性為52.06%。半定量RT-PCR分析顯示，F(xiàn)aNBS1在檢測的所有組織中都表達(dá)，但在莖尖分生組織中表達(dá)水平最高，且在葉中的表達(dá)水平明顯受到外源水楊酸和脫落酸處理的影響。

關(guān)鍵詞： 草莓； NBS-LRR基因； 同源克隆； 基因結(jié)構(gòu)； 進(jìn)化樹； RT-PCR

中圖分類號：Ｓ６６8．4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Ａ 文章編號：１００９－９９８０?穴２０11?雪０6－1025－０7

Cloning and expression analysis of a NBS-LRR family gene from strawberry （Fragaria × ananassa）

LIU Jian-cheng1，2，3， DUAN Ke2， LI Jing3， YE Zheng-wen3， SU Jian-yu1*，GAO Qing-hua3*

（1College of Life Sciences， Ningxia University， Yinchuan，Ningxia 750021 China； 2Institute of Biotechnology， Shanghai Academy of Agricultural Sciences， Shanghai 201106 China； 3Forestry and Fruit Research Institute of Shanghai Academy of Agricultural Sciences， Shanghai Key Laboratory of Protected Horticultural Technology， Shanghai 201403 China）

Abstract: Homologous cloning combined with the RACE (rapid amplification of cDNA ends) technique was used to isolate the disease resistance related gene FaNBS1 (Accession No.: HQ845018) from shoot apical meristems of Fragaria × ananassa Duch. cv. Jiuxiang. After characterizing the exon-intron organization of FaNBS1， modular structure and homology of its deduced protein， semi-quantitative RT-PCR was performed to study its expression pattern in different tissues and responses to external plant growth regulators. The genomic sequence for FaNBS1 is 2 434-bp-long， consisting of 3 exons. This gene harbors a 1 893 bp open reading frame (ORF) encoding a 630 amino acid peptide， with a TIR domain (amino acids 15 to 146) at the N terminal and a NB-ARC domain in the middle region (amino acids 191 to 492). The deduced amino acid sequence showed the highest similarity to TIR-NBS-LRR disease resistance protein ADF78118 from Glycine max， with 50.20% identity in whole sequence and 52.06% identity in NB-ARC domain. Semi-quantitative RT-PCR analysis showed that this gene expressed in all tissues tested， but the expression level was the highest in shoot apical meristem and was significantly affected by salicylic acid and abscisic acid in leaves.

Key words: Fragaria× ananassa Duch. cv. Jiuxiang； NBS-LRR disease resistance gene； Homologous cloning； Gene organization； Phylogenetic tree； RT-PCR

草莓屬于薔薇科（Rosaceae）草莓屬（Fragaria）水果，聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明其生產(chǎn)和進(jìn)出口貿(mào)易額均居全球十大水果之列[1]。目前，我國草莓的栽培面積和產(chǎn)量均居世界第1位，分別在13.3萬hm2和200多萬t左右（2010年全國草莓大會數(shù)據(jù)）。近年來，因草莓白粉病、炭疽病、灰霉病等病害引起的草莓產(chǎn)量不穩(wěn)、果品質(zhì)量下降，已經(jīng)成為影響草莓持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的主要限制因子。目前，我國對草莓病害的分子水平研究還處于初期。在我國草莓的育種實踐中，一些較新的育種技術(shù)手段還沒有應(yīng)用在抗病育種實踐中，特別是病害相關(guān)分子標(biāo)記與基因的發(fā)掘和功能研究。

植物缺乏如脊椎動物賴以響應(yīng)病原的適應(yīng)性免疫能力，因此要成功地感受并抵御病害，植物必須依賴基因組中穩(wěn)定編碼的抗病相關(guān)基因[2]。……