1. 研究目的与意义
小麦是世界上种植最广泛的粮食作物之一，全球至少 1/3 的人口以小麦为主食[1]。我国是世界上小麦生产、消费大国，主产区有黄淮冬麦区、西北春麦区以及新疆西藏冬春兼种麦区等十大麦区，在小麦的整个生育期都可能遭受病害，其中危害最大的小麦病害就是小麦白粉病，其发生时会严重降低小麦产量和品质。小麦白粉病是由白粉病菌(blumeria graminis f. sp. tritici)引起的一种世界性真菌病害，其致病机理为经过越冬越夏的小麦白粉病菌，在秋季适合条件下进行初侵染，再侵染[1]。目前比较有效的防治手段主要有生物防治以及抗性育种，抗性育种主要是寻找和利用有价值的种质资源，小麦白粉菌比较多变，不同小麦品种抗性不同，所含主效基因也会不同，迄今为止已发现 54 个 pm 的抗性位点，78 个抗性等位基因，100 多个数量性状位点(qtls) [1]，但是单一的抗病基因很容易丧失抗性，因此富集抗病基因、拓宽小麦遗传基础以抵抗因病原菌的各种不同的生理小种变异而导致的抗性消失具有重要意义，由于白粉菌生理小种的变异而导致抗性丧失的例子，如上个世纪80 年代中期开始至 80 年代末，我国由于生产上过度依赖 pm8 基因, 从而使得小麦白粉病菌对该基因的毒力频率迅速上升[2,3]，导致 pm8 基因在全国范围失去了抗性，以至于上个世纪九十年代小麦白粉病多次大流行。
小麦白粉病抗性基因的来源一般有三类：普通小麦、小麦近源种或属。刘旭等人研究表明能与小麦杂交的小麦近源种有十多个，分属于是十一个属。所以，通过对野生种质资源的利用挖掘新的抗病基因尤为重要，其中簇毛麦（haynaldia villosa, 2n=14, vv）为一种几乎对所有白粉菌生理小种都表现高抗或免疫的普通小麦近源物种，位于簇毛麦染色体6vs上的抗白粉病基因pm21，抗性较强，在不同小麦遗传背景下抗性均稳定，为最有效的抗病基因之一[1,4,5,6,7]，探究pm21中都有哪些抗病基因、如何发挥作用以及不断发掘新的抗病基因、培育抗病品种工作不容懈怠[1]。
参考文献：
2. 研究内容和预期目标
研究的目标、内容和拟解决的关键问题
本实验室前期利用分子标记将pm21定位到6vs的fl:0.45-fl:0.58区段[1]，并将细胞遗传学与分子遗传学方法相结合，克隆到pm21基因座的关键候选基因s/tpk-v[2]。目前实验室胡平师姐根据新鉴定出的6vs小片段易位材料加密该区间的分子标记，缩短了pm21所在区间，刘佳倩师姐进行小麦抗白粉病基因pm21基因座cc-nbs-lrr类抗病候选基因的克隆及功能分析，cc-nbs-lrr类基因是r基因中最大的一个家族。但是该候选基因在小麦的抗病通路中与哪些基因相互作用以及如何通过蛋白质互作发挥抗病机制尚不明确，本研究利用酵母双杂交系统技术对实验前期研究中定位于pm21基因座的cc-nbs-lrr类候选抗白粉病基因蛋白在小麦抗白粉病通路下游与哪些基因有互作，为之后该基因介导的抗病机制提供依据。
【拟解决的关键问题】分别以nlr基因全长以及各结构域cc、nbs、lrr为诱饵蛋白，从小麦的 cdna 文库中筛选互作蛋白以该基因参与的抗病反应途径以及哪个结构域发挥主要功效，为下一步下游该基因介导的抗病机制研究提供依据。
3. 研究的方法与步骤
研究发法：酵母双杂交系统是一种在细胞内直接检测蛋白质间互作的方法，其基本原理是基于转录因子gal4 具有两个独立的结构域，dna 结合结构域 (dna binding domain, bd) 和转录激活结构域 (activation domain, ad)。这两个结构域各具功能，互不影响，单独存在是没有转录激活功能，只有通过化学键连接建立起空间结构才会激活基因转录。bd可以结合特异的 dna 序列，而ad能够启动靶基因的转录。利用基因克隆技术分别构建含 bd 融合蛋白和 ad 融合蛋白的表达载体，转化进入同一酵母细胞内表达出带有 bd 和 ad 的两个融合蛋白，如果两个蛋白之间又相互作用，则会使 bd 和 ad 结构域靠近，形成具有完整活性的转录因子并激活报告基因转录，通过对报告基因是否表达来反映两个蛋白质之间有无相互作用。
nlr类抗病候选基因
载体构建
（bd 诱饵基因；ad 待筛选基因）
4. 参考文献
本研究实验设计时，不仅以该候选基因全长为研究对象，还将该候选基因的各个结构域CC、NBS、LRR分别构建载体进行转化，这样不仅可以确定与该基因互作的为哪些下游蛋白基因，还可以明确该基因在小麦抗白粉病通路中发挥主要抗病功能作用的为哪个结构域，从而更精确地探索候选基因的抗病机理。
5. 计划与进度安排
本研究计划筛选出下游互作蛋白基因，明确该候选基因中哪个结构域在小麦抗白粉病通路中发挥主要作用。
课题毕业论文、开题报告、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
