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李峰等
, 2011,
植物
NBS-LRR
类抗病基因的研究进展
,
分子植物育种
(online) Vol.9 No.108 pp.1784-1790 (doi: 10.5376/mpb. cn.2011.09.0108)
1787
在玉米中鉴定了
20
个
RGAs
并首先把他们作图到
已知携带
R
基因的染色体区域，第二年又从玉米中
成功克隆出了
RP1
-
D
基因。
Chen
等
(2011)
根据
R
基因保守序列
LRR
，
NBS
和
STK
设计引物，在
F
6
重组自交系中扩增得到的多态性条带显示为单座
位遗传，还发现以
STK
为引物获得的
RGAs
和小麦
抗条锈基因之间存在一定连锁关系。
Qi
等
(2011)
利
用分子标记技术将向日葵上抗锈蚀病基因
R4
基因
在染色体上进行了定位，他采用位于
NBS-LRR
簇
群内的分别位于抗锈蚀病基因
R4
基因两侧
2.1 cM
和
0.8 cM
处的
ZVG61
与
ORS581
作为分子标记，
将抗锈蚀病基因
R4
基因定位于向日葵的
13
号连锁
群上，通过筛选最终证明
HA-R3
是抗锈蚀病的最
有效基因。
Shi
等
(2011, www.springerlink.com)
从茄
科植物川椒
CM334
上得到了
RGA (CAPRGC)
，它
与土豆抗花叶病毒基因高度相似，通过比较基因图
谱研究揭示了
CAPRGC
与
RX
位于同一条染色体
上，最终也证明了
R
基因的特异性不是保守的，但
R
基因的结构与功能是保守的这一推论。
Kumar
等
(2010)
从水稻的广谱抗病基因
DHR9
上分离出了抗
病基因类似序列并采用
RAPD
﹑
SSR
﹑
STS
分子标
记技术将鉴定出的
6
个
NBS-LRR
基因定位在水稻
的
12
号染色体上，并把它们作为潜在的抗病基因。
Bresson
等
(2011, www.newphytologist.com)
通过构
建杨树的基因图谱与遗传图谱以及
BAC
文库，并
利用
SCAR
，
SSR
，以及
STS
分子标记，将杨树上
分别控制叶锈病的质量抗性与数量抗性的
Rus
和
R1
基因定位在了杨树
19
号染色体
NBS-LRR
区域
内，
Rus
位点间的间隔距离为
0.8 cM
，
R1
基因位点
间的间隔距离为
1.1 cM
。
5 NBS profiling
分子标记及相关技术的应用
目前，人们用
NBS profiling
标记技术来找寻
NBS-LRR
类的
R
基因及其
RGA (
裴冬丽和李成伟
,
2009)
，
NBS profiling
是一个产生
R
基因和
RGAs
分子标记的有力工具
(Meyers et al., 1999)
。
NBS
profiling
可以用于产生一些和
R
基因和
R
基因簇紧
密连锁的标记，从而用于构建基因图谱和定位克隆，
以及是在可利用的种质内开发新的等位基因和挖
掘抗病性新来源
(Vander et al., 2004)
。
NBS profiling
在凝胶测序上可以产生一些可再生的多态性标记，
这大大丰富了
R
基因和
RGAs
。
Calenge
等
(2005)
利用
NBS profiling
在苹果上
产生了
43
个标记，经过测序，
23
个标记鉴定为
RGAs
，并将标记定位于苹果基因图谱中
17
条连锁
群上中的
10
条上，
25
个标记与苹果上抗疮痂病和
霉病的重要基因或定量品质位点相接近。
Vander
等
(2004)
用
NBS profiling
技术在基因组水平上分析了
大麦、马铃薯、番茄和莴苣的
RGA
的结构，发现
这些作物经过引物扩增以及酶切产生的序列与已
知的抗病基因和
RGA
序列有
50%~90%
的相似度。
Sayar-Turet
等
(2011)
利用
NBS profiling
技术将土耳
其冬小麦栽培品种和哈撒克斯坦冬小麦栽培品种
以及欧洲冬小麦栽培品种区分开。
Whitaker
等
(2010)
利用
NBS profiling
与
LRR profiling
技术从距离玫瑰
抗黑斑病
Rdr3
9.1 cM
的位置鉴定出一分子标记，
并把它转化成
SCAR
标记用于分子标记辅助育种。
Gennaro
等
(2009)
利用
NBS profiling
技术从小麦染
色体上分离出含有或缺失抗小麦叶锈病的
Lr19
基
因，并采用
STS
标记技术发现其中一条序列
AG15
与抗小麦叶锈病的
Lr19
基因紧密连锁，最后通过
结构分析与通过
Southern
杂交证明
AG15
属于
R
基
因家族的
NBS
类，并发现
AG15
与小麦叶锈病的诱
导有互为表达的关系，最终证明
AG15
是小麦抗叶
锈病
Lr19
的候补基因。
6
展望
R
基因保守区为克隆抗病基因提供了新的方
法。根据
R
基因保守区域合成引物已从不同的植物
中克隆出
R
基因，虽然并未真正地克隆出抗病基因，
但却分离到许多结构上与
R
基因类似的序列
(RGA)
，
而且很多
RGA
与
R
基因紧密连锁，这为进一步筛
选克隆目的
R
基因打下了基础。
根据
R
基因保守结构域来克隆
R
基因以及寻找
与
R
基因或与
RGA
紧密连锁的标记也存在一些问
题。首先有些非抗性基因同样具有
NBS
、
LRR
和丝
氨酸∕苏氨酸激酶等保守结构域，因此克隆出的
RGA
未必都与
R
基因有关
(
秦跟基等
, 1999)
。其次
RGA
的分类也较混杂有的按推导的
RGA
间氨基酸
的相似程度进行分类，如将相似性在
50%
以上的定
为同一类，也有将相似性在
70%
以上的定为同一
类，还有的将核苷酸水平在
95%
以上相似定为同一
类
(
王华峰
, 2004)
。因而，对于
RGA
的研究要与其
他的分子技术以及常规的育种技术相结合，这样才
能得到更加可靠，准确的结果。
RGA
作为一种有力
的工具势必会有助于抗病功能基因的发现和植物
抗病机制的认识，并能加速挖掘抗病基因的进程。