水稻全基因组R基因鉴定及候选RGA标记开发.PDFVIP

论 文 第 50 卷 第 11 期 2005 年 6 月 水稻全基因组 R 基因鉴定及候选 RGA 标记开发 汪旭升① 吴为人①②* 金谷雷② 朱 军① (① 浙江大学农业与生物技术学院生物信息学研究所, 杭州 310029; ② 福建农林大学作物科学学院, 福州 350002. * 联系人, E-mail: wuwr@) 摘要 用 45 个已知功能的植物抗病(R)基因序列对粳稻全基因组序列进行有哪些信誉好的足球投注网站, 共找出 2119 个 R 基因 同源序列或类似物(RGA), 表明 RGA 在水稻基因组中成簇存在, 呈非随机分布. 采用隐马尔柯夫模型 (HMM), 将这些 RGA 按其功能域分成了 21 类. 将粳稻的 RGA 与籼稻的基因组序列进行比较, 共找到 702 个两亚种间等位的 RGA, 并发现其中有 671 个(占 95.6%)RGA 的基因组序列(包括编码区和非编码 区)在两亚种间存在长度差异(InDel), 表明水稻 RGA 在两亚种间存在很高的多态性. 通过在 InDel 两侧 设计引物并进行 e-PCR 验证, 共开发出 402 个基于 PCR 的、表现为共显性的候选 RGA 标记. 这些候选 标记在两亚种间的长度差异在 1~742 bp 之间, 平均为 10.26 bp. 有关数据均可从我们的网站 (/RGAs/index.html)上获得. 关键词 水稻 抗病基因 RGA 多态性 分子标记 植物抗病(R)基因是决定寄主植物对病原菌专化 水稻籼、粳 2 个亚种的基因组草图已经完成[6,7], 而且 性识别并激发抗病反应的基因, 与病原菌的无毒基 粳稻的 1 号、4 号和 10 号 3 条染色体已经发布了精 因互补. 经典遗传学认为, 植物与病原菌间相互作用 细图[8~10]. 这些成果为在整个基因组水平上研究 R 基 的遗传机制是“基因对基因”, 并提出了配体-受体模 因提供了契机. 利用拟南芥基因组的测序结果, 型??解释这一学说[1,2]. 自 1992 年以来, 利用图位克 Meyers 等人[11]分析了 NBS-LRR 型 R 基因在拟南芥 隆和转座子标签法, 已经在水稻、拟南芥、玉米、烟 基因组中的分布. 对水稻基因组序列的初步分析显 草、亚麻等植物中克隆了 40 多个 R 基因[3]. 研究发 示, 水稻基因组中存在大量的 R 基因[6~7], 且往往成 现, 这些 R 基因存在一些共同的结构. 根据其蛋白结 簇存在[12~14]. Monosi 等人[15]发现在水稻中存在近 500 构及在细胞中的位置, R 基因大致可分为 5 类[4,5]: (ⅰ) 个 NBS-LRR 的基因, 但没有发现 TIR 的基因. NBS-LRR, 是含有核苷酸结合位点(NBS)和富亮氨酸 Chelkowski 等人[16]和 Koczyk 等人[17]利用 18 个已知 重复(LRR)的胞内受体蛋白基因,