大麦TILLING体系在抗病基因研究中的应用
2012-07-16齐新丽吴佳洁付道林
胡 鑫,齐新丽,吕 波,吴佳洁,付道林
(山东农业大学,山东省作物生物学重点实验室,作物生物学国家重点实验室,山东泰安 271018)
栽培大麦(Hordeum vulgare L.)是世界上重要的禾谷类作物,其面积和产量分别为55.90百万公顷和155.34百万吨,仅次于小麦、玉米和水稻[1]。大麦主要用作饲料,其次(大约15%)用于啤酒酿造及人类食用。大麦和小麦同属禾本科小麦族(Triticeae),基本染色体组均包含7个染色体,在基因组成和排列方面高度保守。由于大麦为二倍体,是研究六倍体小麦的重要的模式植物。
TILLING(Targeting Induced Local Lesions In Genomes)是开展反向遗传学研究的有效技术,具有高通量、低成本、不依赖于基因型等特点[2]。TILLING技术涉及突变群体的构建和随机突变的筛选,通常采用甲基磺酸乙酯(Ethyl methane sulfonate,EMS)诱导突变,利用芹菜内切酶CEL I处理鉴定突变位点。Till等人[3]详细介绍了TILLING技术的有关步骤。CEL I内切酶的制备相对简单[4],多数实验室可以独立纯化CEL I。目前,基于CEL I酶切的TILLING技术被广泛应用于多种生物突变群体的筛选。随着深度测序技术的发展,人们开始尝试运用现代测序技术实现高通量TILLING筛选[5]。TILLING技术最先应用于模式生物拟南芥(Arabidopsis thaliana)和果蝇(Drosophila melanogaster)等[6][7]。目前,国际上该技术已经成功应用于水稻[8]、小麦[9][10]和大麦[11]等多种粮食作物。然而,我国在此领域,尤其是在麦类作物方面,还未建成实用的TILLING筛选平台。
在拟南芥中,水杨酸(salicylic acid,SA)和茉莉酸(Jasmonic acid,JA)等植物激素参与调控防御反应[12][13][14]。水杨酸和茉莉酸之间存在协同和拮抗并存的复杂调控关系,通过与植物免疫信号网络的微妙配合,决定植物细胞的防御效果[15]。……