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大豆疫霉根腐病是由大豆疫霉菌(Phytophthora sojae)引起的土传性的毁灭病害。在我国,黑龙江、安徽、山东、河南、江苏、浙江、福建等地区均有Phytophthora sojae的报道。黑龙江省是我国大豆的主产区,且大豆疫霉根腐病在该省发病面积连年增加,严重危害我国大豆的生产。迄今为止,防治该病最为有效的手段就是选用抗病品种。大豆疫霉菌毒力结构趋于复杂化、生理小种进化速度快;而常规的育种工作周期长,工作效率低,抗性资源有限,很难满足生产的需要。因此,解析大豆抗疫霉根腐病分子机理进而利用抗病基因工程育种是解决该难题的有希望的途径之一。植物为了抵抗病原微生物的侵害,在长期进化过程中,逐渐形成了一系列复杂而有效的保护机制和防御网络。植物防卫反应中表达的基因主要是编码病程相关蛋白(pathogenesisrelated proteins,PR蛋白)基因和植保素合成相关酶的基因。课题组以高抗大豆品种“绥农10”为试验材料构建的受疫霉菌诱导后差异表达的cDNA消减文库的基础上,选取了文库中经本地Blast比对后发现与其它植物的病程相关蛋白类基因具有较高同源性的高上调表达的EST序列进行研究,并用RACE技术扩增了病程相关蛋白类基因PR10(pathogenesis-related protein10)基因和PRP(pathogenesis-related protein)基因,本研究在上述基础上对两个基因的功能进行了初步研究,对丰富大豆病程相关蛋白基因理论和实践抗病基因工程育种都具有十分重要的意义。具体研究结果如下:1.将PR10和PRP基因构建到pET-29b(+)原核表达载体上,在37℃,IPTG浓度0.5mM,诱导4h条件下,获得以包涵体形式存在的融合蛋白,其大小约为17.14kDa和30kDa。将该His-PR10和His-PRP融合蛋白分离纯化,成功复性后,进行体外抑制大豆疫霉根腐病1号生理小种菌丝体生长试验,结果表明:PR10和PRP基因编码蛋白在体外对大豆疫霉1号生理小种菌丝生长具有抑制作用,PR10基因编码蛋白在25μg时具有明显的抑菌效果,而PRP基因编码蛋白在35μg时具有明显的抑菌效果。PR10蛋白所特有的P-Loop结构域具有核苷酸酶活性,可以使RNA降解。PRP基因也具有核酸酶活性,可以降解RNA。2.构建了GFP融合表达载体pCAMBIA1302-PR10和pCAMBIA1302-PRP,利用农杆菌介导法侵染洋葱表皮细胞,在激光共聚焦显微镜下观察结果表明PR10和PRP基因表达蛋白主要分布在细胞质中。3.对本课题组已获得的转PR10和PRP基因T1代烟草进行检测,经PCR检测,获得阳性植株6株,转PR10和PRP基因的各3株。利用离体叶片接种法对烟草阳性植株接种烟草疫霉菌,结果证实转基因烟草的抗病性较对照烟草增强。4.以感病大豆品种“东农50”的子叶节为外植体,通过农杆菌介导法对pCAMBIA3301-PR10和pCAMBIA3301-PRP进行遗传转化。获得转PR10基因的再生植株65株,转PRP基因的50株。经PCR检测,阳性植株14株,转PR10和PRP基因的各7株。通过Southernblot和Real-time PCR分析结果表明,PR10基因和PRP基因已经整合到大豆基因组中。利用离体叶片接种法对转基因大豆后代植株接种大豆疫霉根腐病1号生理小种,观察发现转基因植株的抗病性较对照组增强。