与大麦抗白粉病相关的miR159a及其应用_2

文档序号:8959483阅读:来源:国知局
过表达载体时以号标示。利用HA标签的抗 体,通过蛋白印迹法检测出HA的积累量代表了其融合蛋白GAMYB的积累量,而丽春红染料 (定量蛋白质上样量染料)染色显示了不同实验处理的蛋白样品上样量均匀一致。在检测 miR159a表达量的实验中,对作为内参的肌动蛋白的表达量的检测显示了不同实验处理中 所用核糖核酸量均匀一致。
[0029] 图5为大麦表皮细胞中过表达miR159a的靶标基因 GAMYB对大麦白粉病菌抗性的 影响。白粉菌吸器指数代表了大麦表皮转化细胞的感病性,数值越高说明大麦表皮细胞越 感病。用毒性白粉菌小种A6(图5左图)和无毒白粉菌小种Kl (图5右图)接种瞬时过表 达了空载体或GAMYB基因的、遗传背景中含有MLAl基因的大麦品种POl的叶片后,可以看 出过表达miR159a的靶标基因 GAMYB可导致大麦细胞对白粉菌的本底抗性(图5左图)和 小种专化抗性(图5右图)均有所下降。
【具体实施方式】
[0030] 以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。在不背离本发明精神 和实质的情况下,对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换,均属于本发明的范围。
[0031] 若未特别指明,实施例中所用的化学试剂均为常规市售试剂,实施例中所用的技 术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。实施例中使用的大麦品种均为P01,记载在 Shen et al,2007, Science中,公众可从中国科学院遗传与发育生物学研究所(以下简称 为"中科院遗传所")获得;大麦白粉菌(Blumeria graminis f.sp.hordei)生理小种Kl和 A6记载在Shen et al,2003, Plant Cell中,公众可从中科院遗传所获得;CTAP载体记载 在Bai et al,2012,PLoS Pathog.中,公众可从中科院遗传所获得;pKANNIBAL载体记载在 Liu et al, 2014, PLoS Genet.中,公众可从中科院遗传所获得;pUbi载体记载在Shen et al,2003, Plant Cell中,公众可从中科院遗传所获得。
[0032] 实施例1 miR159a在大麦白粉菌侵染大麦过程中的表达谱分析
[0033] (1)植物材料的准备。大麦品种POl种子播种后,待长至1周左右,剪下旗叶,叶面 朝上,放置于含有培养基(1 %琼脂,l〇〇mg/L苯丙咪唑)的培养皿上,恢复24小时后分别接 种大麦白粉病菌生理小种Kl或A6,并分别在接种后不同时间点取叶片材料。
[0034] (2)植物总RNA的提取。在液氮中迅速研磨300mg大麦叶片至粉末状,加入 Iml TRizol,充分震荡混勾后于4°C 12, OOOrpm离心10min;上清转移到新离心管中,加入 l/5TRizol体积的氯仿,混勾后室温静置3min等待其分层,之后于4°C 12, OOOg离心15min。 上清转移到新离心管中,先加入上清体积10%的3M醋酸钠 (pH 5. 2),混匀后再加入上清体 积1倍的异丙醇,混匀后于_20°C中静置60min。4°C 10, OOOg离心15min,弃上清,用75% 乙醇洗涤沉淀两次,每次室温静置lOmin,之后4°C 7500rpm离心5min,沉淀在室温下晾置 10min。用60 μ I DEPC水溶解沉淀,获得的植物总RNA。
[0035] (3) Stem-loop real-time qPCR 的反转录反应。
[0036] 反应所需的引物:5'-GTCGTATCCAGTGCAGGGTCCGAGGTATTCGCACTGGATACGACCA GAGCT-3' 〇 (SEQ ID NO. 4)
[0037] 反转录体系为:dNTP 1 μ 1,50nM stem-loop RT primer 1 μ 1,加 DEPC H2O 至 10 μ 1,65 °C 变性 5min,冰上冷却 2min ;之后加入 10XM-MLV buffer 2 μ 1,RNase inhibitor 0.5 μ 1,M-MLV 1 μ 1,总 RNA 2 μ g,加 DEPC H2O 至 20 μ 1。反转录条件为: 16°C 30min,42°C 30min,85°C 5min。
[0038] (3) Stem-loop real-time qPCR 的其他实验方法参考文献 Chen et al,2007, Nucleic Acids Res.。按照以下体系配置荧光定量PCR反应液:2XqPCR Mix 5μ1,100χ CXR 0· 1以1,10 4]\1正向引物0.2 4 1,1(^]\1反向引物0.2 4 1,加(1(1!120至1(^1。 接着,将上述反应液以8 μ 1/管分装到qPCR专用小管中,每管分别加入2 μ 1待测模板cDNA 混匀,离心使反应液聚集在管底,盖膜。然后,按照以下程序在ABI荧光定量PCR仪上进行反 应:95°C 10min,95°C 15sec,60°C lmin,40 个循环。设置溶解曲线:95°C 10sec,65°C lmin, 0. 2°C阶梯升温,读荧光值,升温至95°C结束。检测miR159a表达量所需的qPCR引物如下:
[0039] 正向:5,-CGGCGGTTTGGATTGAAGGGA-3,;(SEQ ID NO. 9)
[0040] 反向:5,-GTGCAGGGTCCGAGGT-3,;(SEQ ID NO. 10)
[0041] 用毒性白粉菌小种A6和无毒白粉菌小种Kl接种遗传背景含有MLAl基因的大麦 品种P01,在接种0、4、16、22和48小时后采集叶片样品,并检测叶片组织中miR159a的相对 表达量,进而研究白粉菌侵染对大麦miR159a表达水平的影响。用Stem-loop real-time qPCR方法可以检测出这些叶片样品中miR159a的相对表达量。实验结果见图1,用毒性白 粉菌小种A6接种大麦品种POl可以反映出大麦对白粉菌的本底抗性,而用无毒白粉菌小种 Kl接种大麦品种POl可以反映出大麦对白粉菌的小种专化抗性。结果表明,无论是在接种 毒性白粉菌小种后的本底抗性中,还是在接种无毒白粉菌小种后的小种专化抗性中,大麦 细胞中miR159a的表达丰度都随时间变化有显著上升,说明miR159a参与大麦对白粉病菌 的抗性过程并发挥相应的生物学功能。miR159a的核苷酸序列如SEQ ID NO. 1所示,其前体 的核苷酸序列如SEQ ID NO. 2所示。
[0042] 实施例2对miR159a靶标基因 GAMYB基因的预测及克隆
[0043] (I)miRNA革巴标基因预测。
[0044] 对miR159a靶标基因的预测在psRNATarget网站上在线完成,参数设置为默认。 (psRNATarget 网站地址:http://plantgrn. noble. org/psRNATarget/)发现转录因子 GAMYB基因可能为miR159a的靶标基因(见图2)。
[0045] (2)GAMYB基因的克隆。大麦品种POl的7天幼苗接种大麦白粉菌生理小种K1,24 小时后取叶片材料,提取RNA后进行反转录获得cDNA。反转录体系和过程如下:RNA 2 μ g, 01ig〇-dT 1 μ 1,加 DEPC-H2O至12 μ 1,离心管混合上述溶液后于70°C变性10分钟,再于 冰上冷却2分钟,之后在离心管中继续加入M-MLV Buffer 2 μ l,dNTP mix 1 μ 1,RNase inhibitorO. 5 μ 1,M-MLV I μ 1,加 DEPC-H2O 至 20 μ 1,于 42°C温浴 I 小时,70°C保温 15 分 钟后获得反转录的cDNA。
[0046] 克隆GAMYB基因的PCR扩增所需的引物如下:
[0047] 正向:5'-ATGTACCGGGTGAAGAGCGAG-3' ;(SEQ ID NO. 5)
[0048] 反向:5,-TTTGAATTCCTCCGACATTTGAC-3,(SEQ ID NO. 6)。
[0049] PCR 反应体系为:KOD buffer 5yl,MgS042 yl,dNTP 5yl,cDNA 2μ1,正、反向引 物各 1μ1,Κ(? plus酶 1以1,加氏0 至50μ1。PCR 反应程序为:94°C 3min+(94°C 30s+58°C 30s+68°C 90s) X30 个循环 +68°C 10min。
[0050] 反应得到1662bp的PCR产物,将该PCR产物测序,结果为序列表中序列3所示的 核苷酸序列,该序列所示的基因命名为GAMYB ;该基因编码的蛋白命名为GAMYB,该蛋白的 氨基酸序列为序列表中的序列15。
[0051] 实施例3对miR159a靶向GAMYB基因并负向调控其表达的验证
[0052] (1)将miR159a及其靶标基因 GAMYB分别克隆到表达载体pKANNIBAL和CTAP中。
[0053] 克隆miR159a的PCR扩增所需的引物如下:
[0054] 正向:5'-GTTCCTCGAGCCGTTCCATATCTTCTAGCCCC-3' ;(SEQ ID NO. 7)
[0055] 反向:5,-CCTCAAGCTTTTGAGGGGAAAACAAAACACCG-3,(SEQ ID NO. 8)。
[0056] 克隆GAMYB基因的PCR扩增所需的引物如下:
[0057] 正向:5'-ATGTACCGGGTGAAGAGCGAG-3'(SEQ ID NO. 5);
[0058] 反向:5'-TTTGAATTCCTCCGACATTTGAC-3'(SEQ ID NO. 6)。
[0059] 在烟草中过表达miR159a和GAMYB基因所用的载体中相应的表达框架见图3。
[0060] (2)农杆菌的转化。将农杆菌菌株GV3101在LB固体培养基上划线培养,两日后挑 取单菌落,在LB培液基中180rpm 28°C过夜培养。过夜培养物扩大培养至0D_为0. 5后, 将菌液置于冰上30分钟,4°C 3000rpm离心1
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