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煙草野生種eeIIFF44EE11--SS 同源基因的多樣性與馬鈴薯Y病毒抗性分析

2021-08-04 03:50黃昌軍陳學(xué)軍于海芹袁誠(chéng)劉勇
中國(guó)煙草學(xué)報(bào) 2021年3期
關(guān)鍵詞:野生種感病同源

黃昌軍,陳學(xué)軍,于海芹,袁誠(chéng),劉勇

云南省煙草農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院/煙草行業(yè)煙草生物技術(shù)育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/國(guó)家煙草基因工程研究中心,昆明,650021

馬鈴薯Y病毒?。≒otato virus Y,PVY)是我國(guó)煙草上的重要病害,每年造成的損失位列十大煙草侵染性病害名單前列[1-2]。種植抗病品種是防控PVY最根本和最經(jīng)濟(jì)有效的措施,但我國(guó)烤煙主栽品種云煙87、K326、紅花大金元、云煙97和中煙100等均不抗PVY[3]。優(yōu)良抗源是選育高抗且豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種的關(guān)鍵之一。目前煙草育種利用的PVY抗源主要來(lái)源于普通煙草(Nicotiana tabacum)Virgin A mutant(VAM),是由Virginia A 經(jīng)X-射線(xiàn)輻射誘變而來(lái)[4]。誘變導(dǎo)致包含eIF4E1-S基因的染色體片段缺失(以va表示)。普通煙草eIF4E1-S突變也能獲得PVY抗性[5]。普通煙草為異源四倍體,具有N.sylvestris和N.tomentosiformis兩套基因組,其中eIF4E1-S(感病基因)來(lái)源于N.sylvestris,可被PVY利用,完成病毒的侵染循環(huán);同源基因eIF4E1H-T(非感病基因)來(lái)源于N.tomentosiformis,不能被PVY利用[6]。劉勇等根據(jù)eIF4E1-S基因及其家族基因的序列信息,開(kāi)發(fā)出分子標(biāo)記CF2GR11,利用該標(biāo)記明確普通煙草常見(jiàn)抗源缺失eIF4E1-S基因[7]。普通煙草中PVY抗源稀少[8-9],而煙草野生種中PVY抗源較多。Sievert(1972)[10]采用一個(gè)PVY分離物接種62個(gè)野生種、14份可育的種間雜交種和近1000份TI編號(hào)的美國(guó)外引種質(zhì),篩選出11個(gè)野生種和TI 1406抗PVY,其他材料均感PVY。Burk(1982)[11]采用3個(gè)PVY株系PVY MSMR、MSNRNSNR接種,從40個(gè)野生種、99個(gè)煙草品系中,篩選出5個(gè)野生種對(duì)3個(gè)株系免疫、1個(gè)品系(VY32)具有對(duì)PVY的抗性。Dijk and Cuperus(1989)[12]采用3個(gè)PVY株系PVYO、PVYN、PVYC的3個(gè)分離物鑒定了60個(gè)煙草野生種的抗性。提出安第斯山脈中部(PVY病毒可能起源地)的圓錐煙草組(Paniculatae)的野生種對(duì)PVY的抗性較強(qiáng)。Doroszewska and Depta(2011)[13]采用3個(gè)PVY株系PVYNW、PVYNZ、PVYNTN(分別包含可克服和不能克服va抗性分離物)鑒定了包含68個(gè)野生種的96份資源的抗性。其中N. raimondii,N. knightiana,N.glauca N. benavidesii,N.wigandioides,N. noctiflora和N.africana抗所有實(shí)驗(yàn)株系。由于PVY分離物不同和種質(zhì)的“同名異物”現(xiàn)象,不同研究者對(duì)野生種的PVY抗性評(píng)價(jià)結(jié)果可能存在一些差異,但普遍認(rèn)為野生種中存在較多PVY抗源。發(fā)掘利用上述野生種中的PVY抗性,可豐富栽培煙草抗PVY基因資源。

由于野生種與普通煙草的染色體倍性和數(shù)量存在較大差異,野生種與普通煙草之間普遍存在生殖隔離,將野生種的抗性轉(zhuǎn)育至普通煙草中難度大、工作量大。因此,首先確定野生種中是否存在抗PVY新基因,再對(duì)包含抗PVY新基因的野生種進(jìn)行抗性轉(zhuǎn)育,可顯著提高育種效率。煙草野生種PVY抗性包括三種可能:感病基因eIF4E1-S缺失/突變、存在新抗病基因、二者共存。普通煙草eIF4E1-S蛋白能被PVY利用而完成病毒侵染循環(huán)(eIF4E1-S可當(dāng)成感病基因),eIF4E1H-T蛋白不能被PVY利用(eIF4E1H-T可當(dāng)成“非感病基因”),植物感馬鈴薯Y病毒屬病毒(Potyviruses)的eIF4E蛋白存在保守的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)域(loop1和loop2)[5,14]??赏ㄟ^(guò)比較煙草野生種loop1和loop2氨基酸序列來(lái)判斷是否含有感病基因。本文采用普通煙草eIF4E1-S和eIF4E1H-T基因cDNA特異引物擴(kuò)增測(cè)序,分析了34個(gè)野生種eIF4E1同源基因的多樣性、感馬鈴薯Y病毒屬病毒關(guān)鍵結(jié)構(gòu)域(loop1和loop2)氨基酸差異;鑒定了PVY抗性。提出假說(shuō)“在存在eIF4E1-S感病基因的情況下,抗PVY野生種攜帶抗PVY新基因的可能性高;在不存在eIF4E1-S感病基因(包括存在eIF4E1H-T)的情況下,抗PVY野生種攜帶抗PVY新基因的可能性較低”。根據(jù)假說(shuō)預(yù)測(cè)了抗PVY野生種含有抗PVY新基因的可能性。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

34個(gè)煙草野生種由云南省煙草農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院保存(見(jiàn)表1)。野生種采用漂浮盤(pán)育苗,3~4片葉時(shí),移栽到裝填育苗基質(zhì)的直徑10 cm的塑料花盆中。4-5片葉時(shí),采集幼葉提取核酸。

1.2 抗性鑒定

在防蟲(chóng)塑料大棚內(nèi)進(jìn)行。按常規(guī)方法漂浮育苗,在15孔的苗盤(pán)中,每份資源定植15株苗,苗齡60 d左右,采用高壓噴槍摩擦接種PVY壞死株系(ZT-5)。方法如下:采集經(jīng)免疫檢測(cè)試紙條檢測(cè)為PVY的新鮮病葉,在無(wú)菌研缽中,加接種緩沖液(0.01 mol/L pH 7.0磷酸鹽緩沖液)研磨,雙層紗布過(guò)濾,調(diào)整接種液的濃度至1:100重量體積比,在病葉汁液中加入1%過(guò)孔徑0.075 mm篩孔的化學(xué)純二氧化硅。高壓噴槍噴射壓力為1 kg/cm2,噴槍口距離接種葉20 cm左右,每株苗噴射接種時(shí)間約為0.5 s。接種后立即用噴壺噴少量自來(lái)水,提高接種效率。煙苗接種后14 d開(kāi)始調(diào)查發(fā)病情況,每7 d一次,連續(xù)調(diào)查3次,計(jì)算發(fā)病率。最后一次調(diào)查發(fā)病率小于或等于35%判斷為抗??;發(fā)病率大于或等于50%判斷為感病。發(fā)病率在35%~50%之間的野生種判斷為中抗,本文剔除了中抗的野生種。部分野生種的PVY抗性引自Doroszewska(2011)[13],R表示抗PVYNW(-)分離物和/或PVYNTNPol(-)分離物,S表示感PVYNW(-)分離物且感PVYNTNPol(-)分離物。

1.3 核酸提取與cDNA合成

每份野生種挑選3個(gè)單株,分別取幼葉提取DNA和RNA。DNA提取采用CTAB法或者Qiagen DNA 提取試劑盒。RNA提取采用Trizol方法。采用Nanodrop測(cè)定DNA濃度和質(zhì)量。將質(zhì)量和濃度合格的DNA稀釋至100 ng/μL備用。采用TAKARA公司的反轉(zhuǎn)錄試劑盒,進(jìn)行cDNA合成。

1.4 eIF4E1引物設(shè)計(jì)與PCR擴(kuò)增

eIF4E1-ScDNA(GenBank序列號(hào)KF155696.1,MN896999) 全 長(zhǎng)660 bp。eIF4E1H-T的cDNA(GenBank序 列 號(hào)KM202068;MN897010)全 長(zhǎng)657 bp。通過(guò)比對(duì)eIF4E1-S和eIF4E1H-T的cDNA序列,設(shè)計(jì)可特異擴(kuò)增eIF4E1-ScDNA全長(zhǎng)的引物CF3/CR3,上游引物CF3位于eIF4E1-ScDNA起始密碼子ATG前第15-37個(gè)堿基, 下游引物CR3位于eIF4E1-ScDNA起始密碼子后第654-674個(gè)堿基。同樣設(shè)計(jì)擴(kuò)增eIF4E1H-T同源基因cDNA部分序列的引物CF4/CR4:上游引物CF4位于eIF4E1H-TcDNA起始密碼子ATG前第22-67個(gè)堿基,下游引物CR4根據(jù)eIF4E1H-T的cDNA序列起始密碼子ATG后第608-629位堿基設(shè)計(jì)。CF3/CR3可特異擴(kuò)增出eIF4E1-S,CF4CR4可同時(shí)擴(kuò)增出大部分供試野生種eIF4E1同源基因。對(duì)野生種首先采用CF3/CR3擴(kuò)增,若CF3/CR3擴(kuò)增陰性則采用CF4/CR4擴(kuò)增。剔除CF3/CR3和CF4/CR4都無(wú)擴(kuò)增產(chǎn)物的野生種。

擴(kuò)增eIF4E1基因cDNA全長(zhǎng)序列的引物對(duì)為CF3:5′-TAAAATCTATAACTAAGTACATA-3′,CR3:5′- CCATTGTAGCAAGAAAACTAT-3′,擴(kuò)增片段大小約為715 bp,退火溫度48℃。擴(kuò)增eIF4E1H-T基因cDNA部分序列的引物對(duì)為CF4:5′-GAAAACACACGAAAATGGCAGAG-3′,CR4:5′-CTGCCGAGCCTCATTGAGTCGT-3′,擴(kuò)增片段大小約為645 bp,退火溫度48℃。擴(kuò)增煙草內(nèi)參基因Actin的特異引物為Actin-F:5′-AAGGGATGCGAGGATGGA-3′,Actin-R 5′-CAAGGAAATCACCGCTTTGG-3′,擴(kuò) 增 片 段 大小為160 bp,退火溫度58℃。PCR 反應(yīng)體系總體積均為20 μL,其中30~50 ng/μL cDNA 樣品2.5 μL、10×PCR buffer 2.0 μL, dNTPs 1.2 μL,引 物 各1.5 μL,rTaq DNA酶0.3 μL,ddH2O 12.6 μL。所用試劑購(gòu)自寶生物公司。PCR反應(yīng)在Ependorff梯度擴(kuò)增儀上(Master Cycler)上進(jìn)行。擴(kuò)增的程序?yàn)椋?)94℃預(yù)變性5 min;94℃變性30 s,退火溫度30 s,72℃延伸1 min,共28個(gè)循環(huán),72℃延伸10 min,4℃保存;采用2%的瓊脂糖凝膠進(jìn)行檢測(cè)。

1.5 測(cè)序與序列分析

采用PCR產(chǎn)物直接測(cè)序或者克隆測(cè)序。每份野生種取3個(gè)單株葉片樣品作為3個(gè)生物學(xué)重復(fù)樣品,分別提取總RNA,隨機(jī)引物反轉(zhuǎn)錄成cDNA并進(jìn)行PCR擴(kuò)增。每個(gè)樣品PCR膠回收產(chǎn)物或者一個(gè)克隆雙向測(cè)序。采用MEGA6比對(duì)序列,手工校正3次重復(fù)測(cè)序中個(gè)別差異堿基,確定3次測(cè)序結(jié)果一致的一條序列,代表該野生種的eIF4E1同源基因的cDNA序列。采用MEGA6軟件UPGMA方法構(gòu)建cDNA或推導(dǎo)氨基酸的系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 野生種eIF4E1-S同源基因擴(kuò)增與PVY抗性

eIF4E1-S基因的特異引物CF3/CR3可特異擴(kuò)增普通煙和N.sylvestris的eIF4E1-S基因cDNA全長(zhǎng)。CF4/CR4引物可同時(shí)擴(kuò)增出N.tomentosiformis eIF4E1H-T基因和N.sylvestris的eIF4E1-S基因cDNA部分序列。34個(gè)煙草野生種可擴(kuò)增出目標(biāo)條帶如表1所示。其中19個(gè)野生種至少抗一個(gè)PVY分離物,11個(gè)野生種同時(shí)感供試的6個(gè)PVY分離物,4個(gè)野生種的PVY抗性不明。感PVY的野生種能擴(kuò)增出eIF4E1-S基因,而抗PVY的野生種有的擴(kuò)增出eIF4E1-S基因、有的擴(kuò)增出其同源基因。

2.2 抗PVY野生種eIF4E1-S同源基因的多態(tài)性與含有抗PVY新基因的可能性

通過(guò)測(cè)序獲得野生種eIF4E1-S同源基因的cDNA序列和推導(dǎo)的氨基酸序列,如果同一個(gè)野生種同時(shí)擴(kuò)增出eIF4E1-S和eIF4E1H-T的同源基因,選用eIF4E1-S同源基因構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)。文獻(xiàn)報(bào)道植物eIF4E蛋白表面帽結(jié)合袋(cap binding pocket)附近的2個(gè)結(jié)構(gòu)域決定其對(duì)PVY屬病毒的感病性[15]。普通煙草感PVY基因eIF4E1-S編碼的loop1氨基酸序列為WFDNPMAKSRQAAWGSS(第53-69位氨基酸)、loop2為 INHPSKLVVG(第89-98位氨基酸)[14]。在MEGA6軟件UPGMA方法構(gòu)建的系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)上(圖1),絨毛煙草組(Tomentosae)的4個(gè)抗PVY野 生 種N.otophora、N.setchelli、N.tomentosa、N.tomentosiformis的同源基因與eIF4E1H-T聚成一組。上述4個(gè)野生種同源基因編碼的loop1與eIF4E1H-T的一致、loop2與eIF4E1-S和eIF4E1H-T僅存在V97A,M,N,T差異。推測(cè)這4個(gè)野生種的eIF4E1-S同源基因進(jìn)化為eIF4E1H-T,獲得對(duì)PVY部分株系的抗性。且這4個(gè)野生種都不抗可克服va抗性的PVY突變株系[13],因此,這4個(gè)野生種包含抗PVY新基因的可能性較小。圓錐煙草組(Paniculatae)的4個(gè)抗PVY野生種N.benavidesii、N.raimondii、N.knightiana聚成一組、N.cordifolia在較遠(yuǎn)分支,同源基因的氨基酸序列與eIF4E1-S一致率高于eIF4E1H-T。上述4個(gè)野生種loop1和loop2氨基酸序列相互之間差異較大,與eIF4E1-S和eIF4E1H-T都不相同,這4個(gè)野生種的PVY抗性既可能來(lái)源于eIF4E1-S基因突變又可能來(lái)源于抗PVY新基因。因此,這4個(gè)野生種包含抗PVY新基因的可能性中等。

表1 煙草野生種的PVY抗性與eIF4E1-S同源基因的cDNA檢測(cè)Tab. 1 PVY resistance of wild species and eIF4E1-S homologs cDNA detection

其他抗PVY和感PVY野生種聚為一個(gè)大的分支。該分支中與eIF4E1-S聚成一個(gè)小分支的N.glauca、N.noctiflore、N.africana高抗供試的5個(gè)PVY分離物(包含可克服va抗性的PVY分離物)。氨基酸序列比對(duì)結(jié)果表明N.glauca和N.noctiflore的同源基因與eIF4E1-S蛋白分別只有7個(gè)和4個(gè)氨基酸酸差異,其中l(wèi)oop1氨基酸序列與eIF4E1-S相同,loop2與eIF4E1-S之間只有1-2個(gè)氨基酸差異(N.glauca為K94E+V97M,N.noctiflore為V97M),N.glauca和N.noctiflore之間只有一個(gè)相同的差異位點(diǎn)(未列出數(shù)據(jù))。推測(cè)N.glauca和N.noctiflore的PVY抗性與eIF4E1-S的氨基酸突變無(wú)關(guān),存在新的抗PVY基因的可能性高。N.africana同源基因編碼的loop1與eIF4E1-S和eIF4E1H-T差異較大、loop2與eIF4E1-S之間只有1個(gè)氨基酸差異(V97M)。N.africana存在抗PVY新基因的可能性稍低于N.glauca和N.noctiflore。Lewis等報(bào)道[16]N.africana存在與va不同的PVY抗性。N.longiflora的同源基因與eIF4E1-S聚成一個(gè)小分支,loop1氨基酸序列與eIF4E1-S相同,loop2只存在V97M差異,但只抗PVYNW(-)分離物。N.longiflora存在抗PVY新基因的可能性高,但育種價(jià)值較小。

圖1 煙草野生種eIF4E1-S同源基因推導(dǎo)氨基酸序列構(gòu)建的系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)(UPGMA)Fig.1 System Evolution tree (UPGMA) for eIF4E1-S homologs deduced amino acid sequences of tobacco wild species

2.3 感PVY野生種關(guān)鍵結(jié)構(gòu)域高度保守

文獻(xiàn)報(bào)道普通煙草感PVY蛋白eIF4E1-S的loop1和loop2與VPg誘餌蛋白eIF4E1H-T存在較大差異(圖2)。本文11個(gè)感病野生種的loop1氨基酸序列與eIF4E1-S一致、且其中8個(gè)感病野生種的loop2只存在V97M/A差異,N.glutinosa的loop2 只存在G98N差異,N.repanda的loop2只存在H89L差異。表明感PVY野生種eIF4E-S蛋白關(guān)鍵結(jié)構(gòu)域高度保守。

圖2 抗感PVY野生種的loop1和loop2氨基酸比較Fig.2 Comparison of loop1 and loop2 amino acids of wild species with PVY resistance

3 討論

3.1 煙草野生種PVY抗性與eIF4E1-S基因的關(guān)系

煙草育種長(zhǎng)期利用eIF4E1-S缺失的抗源(va),田間已出現(xiàn)可克服va抗性的突變病毒[14,17-19],表明va品種的抗性持久性不夠高;eIF4E1-S基因移碼突變體或無(wú)義突變體的抗性持久性低于va,不能滿(mǎn)足抗病育種需要。因此,有必要在野生種中發(fā)掘不同于eIF4E1-S基因缺失或者突變的新抗病基因。鑒定篩選抗PVY的野生種相對(duì)容易,采用常規(guī)的摩擦接種抗性鑒定即可。但分析抗PVY野生種是否存在新抗病基因難度很大,因?yàn)榇蟛糠忠吧N與普通煙草、野生種之間存在生殖隔離,幾乎不可能利用常規(guī)雜交方法分析抗病基因是否等位。野生種PVY抗性包括三種可能:感病基因缺失/突變、存在新抗病基因、二者共存。本文嘗試?yán)猛椿蚩寺y(cè)序方法預(yù)測(cè)野生種存在新抗病基因的可能性,并提出如下假說(shuō):在存在eIF4E1-S感病基因的情況下,抗PVY野生種攜帶抗PVY新基因的可能性高;在不存在eIF4E1-S感病基因(包括存在eIF4E1H-T)的情況下,抗PVY野生種攜帶抗PVY新基因的可能性較低。

幾篇文獻(xiàn)報(bào)道感PVY屬病毒的eIF4E蛋白表面存在loop1和loop2關(guān)鍵氨基酸結(jié)構(gòu)域[14-15,21-22],如:抗PVY辣椒種質(zhì)資源的2個(gè)loop存在非同義突變、這些氨基酸突變與抗性有關(guān)[23]。感病辣椒的這兩個(gè)結(jié)構(gòu)域的單個(gè)或幾個(gè)關(guān)鍵氨基酸突變可獲得PVY抗性。通過(guò)比較野生種loop1和loop2氨基酸序列來(lái)判斷野生種是否含有感病基因。本文再進(jìn)一步推測(cè):抗PVY野生種的loop1和loop2氨基酸序列與eIF4E1-S基因相同,則該野生種含有抗PVY新基因的可能性高;抗PVY野生種的loop1和loop2氨基酸序列與eIF4E1-S基因不同(包括與eIF4E1H-T相同),則該野生種含有抗PVY新基因的可能性較低。在排除個(gè)別野生種eIF4E1-S同源基因缺失/突變、且含有抗PVY新基因的情況下,某個(gè)野生種loop1和loop2氨基酸序列與eIF4E1-S的多樣性越高,則越可能喪失PVY感病性,含有新抗病基因的可能性較低。

3.2 野生種eIF4E1-S同源基因多樣性與抗PVY新基因可能性

本文分析了34個(gè)抗/感PVY野生種的eIF4E1-S同源基因的推導(dǎo)氨基酸序列,表明野生種eIF4E1-S同源基因之間存在較大的多樣性,感PVY屬病毒的eIF4E1蛋白關(guān)鍵結(jié)構(gòu)域loop1和loop2的氨基酸序列高度保守。其中10個(gè)感PVY野生種loop1氨基酸序列與eIF4E1-S一致、其中8個(gè)野生種loop2僅在V97M, A存在差異。表明感PVY野生種loop1和loop2的保守性顯著高于抗PVY野生種。根據(jù)以上假說(shuō),本文預(yù)測(cè)了野生種中存在抗PVY新基因的可能性高低。絨毛煙草組(Tomentosae)的4個(gè) 野 生 種N.otophora、N.setchelli、N.tomentosa、N.tomentosiformis的PVY抗性可能與eIF4E1進(jìn)化為eIF4E1H-T有關(guān),其育種利用價(jià)值不大。因?yàn)楦蠵VY的普通煙中存在eIF4E1H-T。圓錐煙草組(Paniculatae)的4個(gè)抗PVY野 生 種N.benavidesii、N.raimondii、N.cordifolia、N.knightiana推導(dǎo)的氨基酸序列與eIF4E1-S一致率高于eIF4E1H-T,loop1 和loop2與eIF4E1-S存在較為隨機(jī)的2-6個(gè)氨基酸差異,這些氨基酸變異可能導(dǎo)致與PVY VPg不能互作,獲得PVY抗性。因此,圓錐煙草組4個(gè)抗PVY野生種包含抗PVY新基因的可能性中等。

根據(jù)loop1 和loop2的變異較小且抗多個(gè)PVY分離物,推測(cè)N.glauca、N.noctiflore存在新的高抗PVY基因的可能性高、N.africana其次。N.africana作為父本可與普通煙雜交結(jié)實(shí),產(chǎn)生母本來(lái)源的單倍體和混倍體,其PVY抗性已經(jīng)部分轉(zhuǎn)育至普通煙中[16],可增強(qiáng)va抗性,對(duì)可克服va抗性的PVY突變株系也有一定的抗性。尚未見(jiàn)N.glauca、N.noctiflore的PVY抗性轉(zhuǎn)育至普通煙草中的報(bào)道,發(fā)掘利用煙草野生種的抗PVY新基因推薦以N.glauca、N.noctiflore、N.africana為重點(diǎn)。

PVY抗性不明確的N.quadrivalvis的loop1和loop2氨基酸序列與eIF4E1-S一致,推測(cè)其不是感PVY就是存在新抗病基因。PVY抗性不明確的N.rustica,N.wigandioides的loop1與eIF4E1H-T一致率較高,與eIF4E1H-T存在5個(gè)氨基酸差異,如果抗PVY,則其抗性可能與同源基因進(jìn)化為eIF4E1H-T有關(guān),因此,含有抗PVY新基因的可能性中等。

3.3 感PVY同源基因克隆測(cè)序法的可行性與局限性

煙草屬野生種大部分為二倍體,少數(shù)為異源四倍體。高質(zhì)量的全基因組數(shù)據(jù)或者全長(zhǎng)轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù),可從全局上分析野生種eIF4E1-S同源基因。但因?yàn)闊煵莼蚪M巨大和重復(fù)序列多,導(dǎo)致近期內(nèi)難以獲得30多份野生種的基因組數(shù)據(jù)或全長(zhǎng)轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)。本文嘗試采用同源基因克隆測(cè)序方法預(yù)測(cè)野生種存在抗PVY新基因的可能性,為目前可行的嘗試。我們根據(jù)普通煙草的eIF4E1-S、eIF4E1H-T和祖先種同源基因設(shè)計(jì)引物擴(kuò)增測(cè)序,本文獲得了34個(gè)野生種eIF4E1同源基因的cDNA序列。其他3個(gè)野生種(N.auculis和N.sanderae,N. petuniodes)供試引物擴(kuò)增不成功、7個(gè)野生種的個(gè)別氨基酸存在疑問(wèn),未采用同源基因分析方法預(yù)測(cè)抗PVY野生種是否存在新的抗PVY基因。eIF4E1-S同源基因克隆測(cè)序法的局限性在于,野生種同源基因的變異較大,難以設(shè)計(jì)可擴(kuò)增所有野生種的通用引物。四倍體野生種的同源基因可能存在兩個(gè)拷貝,導(dǎo)致克隆測(cè)序時(shí)個(gè)別氨基酸序列不一致。

4 結(jié)論

根據(jù)eIF4E1-S同源基因的多樣性,將抗PVY煙草野生種存在抗PVY新基因(即不屬于eIF4E1-S基因缺失或突變)的可能性劃分為高、中和低三檔。N.glauca、N.noctiflore、N.africana含有新的抗PVY基因可能性高于其他供試野生種,可作為重點(diǎn)抗源研究利用。

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