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褐飞虱(Nilaparvata lugens St(?)l)是水稻的主要害虫之一,它刺吸水稻韧皮部汁液,干扰光合产物由源向库的运输,影响水稻的生长和发育。大量褐飞虱取食会引起水稻的叶片干枯,分蘖萎蔫,形成飞虱火烧。 以褐飞虱取食32h的水稻幼苗及未受褐飞虱伤害的水稻幼苗为作为对比材料构建了正向和反向消减cDNA文库。以褐飞虱取食的水稻幼苗作为Tester,以未被取食的水稻幼苗作为Driver,构建正向消减cDNA文库,以富集受褐飞虱取食诱导的基因。以未被取食的水稻幼苗作为Tester,以褐飞虱取食的水稻幼苗作为Driver,构建反向消减cDNA文库,以富集受褐飞虱取食抑制的基因。随机从正向消减cDNA文库中挑选16个白色菌落提取质粒,用T7和M13 Reverse通用引物扩增插入片段,发现插入片段的长度位于100 bp至900 bp之间。以在受褐飞虱为害的水稻幼苗中特异表达的基因(BpHi008A)为探针,通过斑点印迹分析发现在抑制消减后的cDNA池中,目的基因得到有效富集。抑制消减cDNA文库的建立为进一步筛选、克隆受褐飞虱取食调节的基因,分析水稻幼苗对褐飞虱为害的反应奠定了基础。 利用反向总RNA斑点印迹分析和Northern杂交验证,从正向和反向消减cDNA文库中筛选到了27个差异表达的基因,其中25个基因受褐飞虱取食的诱导,两个基因受褐飞虱取食的抑制。在这27个基因中有19个克隆与编码已知功能蛋白的基因有显著的同源性,它们分别参与蛋白质的折叠与降解、蛋白质与蛋白质的相互作用及信号传递、脂类代谢、胁迫反应、物质运输和细胞生长等。有6个克隆与未知功能的基因有显著同源性。另有2个克隆在GenBank中没有发现其同源序列,为新的水稻cDNA。总体上,参与胁迫反应和衰老的基因在褐飞虱取食后表达增强;而光合作用基因以及细胞生长相关基因的表达受到抑制。根据褐飞虱为害方式和分离到的差异表达的基因,可以推测褐飞虱取食对水稻幼苗光合作用的抑制以及对水稻幼苗糖份的过分消耗,激活了植株的衰老过程,最终导致了水稻幼苗的死亡。 以褐飞虱取食32h的水稻幼苗为材料构建了cDNA文库,初始文库含3,2x 106个克隆,重组率为86%,取l.oxl护个克隆子扩增一次,收集到80 ml滴度为1.ZXI扩pfu/mL的扩增文库。随机挑取20个克隆以T7和M13reverse为引物进行PCR扩增,以鉴定插入片段的大小,结果发现多数片段的长度在1~4.0 Kb左右,少数片段在4Kb以上,个别片段在6Kb左右。综合上述分析结果可以认为该文库可以用于相关研究。文库插入片段的大小符合建库要求。 分别以三个差异表达的EST,助角.口以琢汽匆刃和助历006,为探针筛选cDNA文库分离得到它们的全长CDNA,分别称为助左艺口口夕魂,助从刃似刁和助万艺OO6A。 你角日口以多】的长度为504 bp,编码一由82个氨基酸残基构成的蛋白质(BpHIOOSA),BpHIOOSA与小麦中受病原菌诱导的Wirl蛋白质家族有37%的同源性。与wirl蛋白类似,BpHIOOSA有一个疏水的N一末端和一个亲水的富含甘氨酸及脯氨酸的C一末端。网上预测BpHIOOSA为一跨膜蛋白,其C一末端位于细胞外。基因组Southern分析证明,BpHIOOSA在基因组中以单拷贝的形式存在。助角.0夕夕理除受褐飞虱取食诱导外,还受机械伤害和乙烯俐的诱任己、士。 助从了口口24代表受褐飞虱取食抑制的水稻基因,编码一种由173个氨基酸残基组成的蛋白质,该蛋白具有两个CBS结构域,并且与哺乳动物的肌昔一5’一单磷酸脱氢酶具有同源性。 助从)00西刀长度为1 943 bp,含有一由795 bp组成的完整的阅读框。5’非翻译区915 bp,有一个与ORF同框的终止密码子(TGA),BpHIOO6A蛋白与拟南芥的四氯氢醒还原性脱卤素酶相关蛋白有61%同源性。该蛋白含有谷肤昔肤S一转移酶的N一末端结构域和C一末端结构域,因此,为谷肤营肤S一转移酶超家族的成员。助角尸00浏基因的表达受褐飞虱取食的诱导。 将助角,0以多空基因的编码区正向插入到超量表达载体p以上,并转化粳稻品种H1493,共获得56株T0代独立转化植株,利用助价O口民粗的CDNA序列设计一对引物扩增14株转化植株的DNA,12株呈阳性扩增,阳性率约为86%。采用转录后基因沉默技术构建助班0口旦咬的双链RNA载体,并转化H1493,共获得独立转化植株52株,利用新霉素磷酸转移酶基因H的一对引物扩增16株转基因植株,12株呈阳性扩增,阳性率为75%。