橡胶树抗炭疽病相关基因的分离和功能分析

橡胶树炭疽病是橡胶园重要病害之一，各橡胶园区发生日趋严重，给橡胶生产造成巨大经济损失。国内外研究表明，橡胶树中存在抗病基因可以利用，但至今为止，橡胶树抗炭疽病的分子机理还不清楚，关于其抗病相关基因资源的报道很少。.课题组前期对38个橡胶无性系进行了炭疽病抗性鉴定，明确了各品系对炭疽病的抗感情况并阐明了其在组织结构和生化水平上的抗性机理。本项目利用其中的大岭61-1（抗病）和南华1号（高感）为研究材料，接种实验室自筛的炭疽病菌高毒株系S3，通过第二代高通量测序新技术分别对两个材料接种前后不同时间的基因表达谱进行两次分析，获得抗炭疽病相关基因并展开功能研究，初步阐明它们在橡胶树抗炭疽病中的作用机理，为橡胶树抗炭疽病基因工程提供基因资源和理论基础。本项目将通过抗感材料之间的横向差异分析找到橡胶树的抗病基因，通过接种前后不同时间点基因表达的二次差异分析明确橡胶树抗炭疽病相关基因，具有明显的创新性。

橡胶树炭疽病是橡胶产区的重要病害之一，能够引起橡胶减产。由于橡胶树是多年生的高大乔木，基础研究相对比较落后，其抗病分子机理还不清楚，抗病相关基因资源缺乏。本项目建立了橡胶树叶片原生质瞬时表达体系，用于进行基因表达，蛋白亚细胞定位以及橡胶树先天免疫反应等研究工作，为橡胶树与炭疽病菌的互作研究提供了一个技术平台。利用第二代高通量测序技术对炭疽病菌接种橡胶树前后基因差异表达情况进行了分析。根据橡胶树转录组测序结果，结合差异表达谱分析所得到的基因序列信息，利用RT-PCR或RACE的方法克隆了11个橡胶树抗病相关基因，包括HbPR1、HbTPL1、HbMPK3、HbMPK6、HbFER、HbFRO、HbCERK1、HbBIK1以及3个HbCDPK家族基因。初步分析结果表明，这些基因的表达在白粉病菌和炭疽病菌侵染橡胶树时发生明显变化，对不同信号分子的应答表达各不相同，说明这些基因参与不同的抗病信号途径。此外发现，过表达HbCDPK家族蛋白能够引起活性氧在细胞内的产生和积累。以上研究结果为橡胶树抗病机理的研究奠定了基础。