小麦条锈菌Ⅱ类几丁质合成酶基因PstChsⅡ的克隆及表达特征  

Cloning and expression of a class Ⅱ chitin synthase gene PstChsⅡ from the rust fungus Puccinia striiformis

作　　者：梁晓飞[1] 刘博[1] 朱琳[1] 张晓羽[1] 王晓杰[1] 黄丽丽[1] 康振生[1,2] 

机构地区：[1]西北农林科技大学植物保护学院 [2]陕西省农业分子生物学重点实验室,杨凌712100

出　　处：《微生物学报》2009年第12期1621-1627,共7页Acta Microbiologica Sinica

基　　金：国家"973"项目(2006CB101901);教育部长江学者和创新团队发展计划资助(IRT0558);教育部科学技术研究重点项目(107104);国家自然科学基金资助项目(30671350);高等学校学科创新引智计划资助项目(B07049)~~

摘　　要：【目的】克隆小麦条锈菌几丁质合成酶基因PstChsⅡ,分析其在小麦条锈菌不同发育时期的表达水平。【方法】利用RT-PCR和PCR技术克隆PstChsⅡ的cDNA序列和基因组序列,利用不同的生物信息学软件对序列进行分析,运用实时荧光定量技术分析基因在孢子、芽管以及不同侵染时间的表达水平。【结果】PstChsⅡ基因(GenBank登录号GQ329851)编码区存在15个内含子,开放阅读框长2727bp,编码908个氨基酸。PstChsⅡ蛋白C端含有7个跨膜螺旋区,N端含多个保守结构域和"QXRRW"、"GXGPL"、"DXD"等motifs,蛋白序列与小麦杆锈菌的PgtChsⅡ相似性达94%,系统进化分析表明PstChsⅡ属于Ⅱ类Chs蛋白亚家族,与担子菌亚门真菌同源序列的相似度高于子囊菌亚门真菌。基因在小麦条锈菌夏孢子萌发时期明显上调(约10倍),而在其他发育阶段表达基本恒定。【结论】PstChsⅡ可能参与了小麦条锈菌夏孢子萌发时芽管细胞壁的合成;PstChsⅡ的克隆与表达分析为进一步研究该基因在小麦条锈菌专性寄生生活中的功能奠定了基础。[Objective] To clone the chitin synthase gene PstChs Ⅱ from Puccinia striiformis and to analyze its expression pattern. [ Methods] We isolated the cDNA and genomic DNA of PstChs Ⅱ via RT-PCR and PCR,analyzed the sequences with different bioinformatic tools, characterized the gene expression pattern via real-time PCR. [ Results] The coding region of PstChs Ⅱ （Genbank accession no ： GQ329851）, interrupted by 15 introns, corresponded to a 2727 bp open reading frame encoding 908 amino acids. PstChs Ⅱ showed a highest 94 % similarity to PgtChs Ⅱ from Puccinia graminis. PstChs Ⅱ had 7 transmembrance regions and several conserved chitin synthase domains and motifs such as “QXRRW” ,“GXGPL”and “DXD”. PstChs Ⅱ belonged to the class Ⅱ sub-family and had a closer phylogenetic relationship to its homologs from basidiomycetes than those from ascomycetes. PstChs Ⅱ expression level increased by 10-fold at the urediospore germination stage. [ Conclusion] PstChs Ⅱ might be involved in the cell wall synthesis during the germ tube elongation process. The cloning and expression analysis of PstChsⅡ served as a good foundation for further analyzing the role of this gene in the pathogenesis process.

关 键 词：小麦条锈菌 几丁质合成酶 基因克隆 基因表达分析 

分 类 号：S435.121[农业科学—农业昆虫与害虫防治] Q93[农业科学—植物保护]