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几丁质酶可以降解真菌细胞壁的主要成分几丁质,从而抑制真菌的生长,许多转几丁质酶基因的植物也表现出对某些真菌病害的抗性,因此几丁质酶基因在植物转基因抗病育种中具有重要的研究价值。 由褐斑病菌(Marssonina coronaria)引起的苹果早期落叶病是导致落叶程度较重的真菌病害。该病害通常在雨后及湿度较大的6至7月发生,它在东亚(包括中国和日本)给苹果产量造成了很严重的损失。培育抗性品种是解决该问题最经济有效的手段。 本研究从‘富士’叶片中克隆MdChi基因,构建真核及植物表达载体,分别转入毕赤酵母及烟草中,研究MdChi基因的表达状况并探讨该基因在抗真菌病害中的可能作用,为以后通过转基因技术利用该基因提高果树抗病性提供依据。同时利用褐斑病菌孢子悬浮液侵染苹果品种‘富士’、‘秦冠’及其杂交后代‘FQ-2’叶片,在侵染后0h、24h、48h、72h、96h分别取样,对苹果几丁质酶基因MdChi在转录水平上的表达情况进行分析。 获得的主要结果如下: 1.构建了MdChi基因的真核表达载体pPIC9K-MdChi,并将其导入毕赤酵母感受态细胞GS115,用甲醇成功诱导表达了MdChi蛋白。SDS-PAGE分析表明,诱导表达的重组蛋白大小为34KDa,与预期蛋白大小相符。 2.构建了植物表达载体PBI121-MdChi,并通过农杆菌介导法分别将PBI121-GUS、PBI121-MdChi导入烟草,经过Km筛选和PCR检测分别获得5株和8株转化子。RT-PCR分析表明,转MdChi基因的烟草植株均检测到MdChi基因的表达,且表达量有所不同。而未转化株及转GUS基因的烟草均未检测到MdChi基因的表达。接种鉴定,结果表明,有2株(C1、C3)表现出对烟草赤星病的抗性提高。 3.褐斑病菌诱导下MdChi在3份苹果种质的叶片中均有表达,感病品种‘富士’叶片中MdChi基因表达量明显高于抗病品种‘秦冠’及两者杂交后代‘FQ-2’。其中,侵染后24h时‘富士’叶片中的表达量明显上升,48h后又迅速下降。而抗病品种‘秦冠’及‘FQ-2’中MdChi基因表达量在侵染后的96h内未有较大幅度变化,均保持在较低水平。