1、禾谷鐮刀菌引起的赤霉病是小麥的重要病害之一，嚴(yán)重地影響小麥的產(chǎn)量及品質(zhì)。因此，對(duì)抗小麥赤霉病的基因以及赤霉病防衛(wèi)相關(guān)基因的克隆和鑒定，不僅可以增加我們對(duì)赤霉病抗性機(jī)制的理解，還可以豐富小麥抗赤霉病育種改良的候選基因。
　　 為了挖掘抗病相關(guān)的基因，我們對(duì)響應(yīng)生物以及非生物脅迫的Jacalin相關(guān)的凝集素基因（JRL）進(jìn)行了鑒定。通過對(duì)NCBI中小麥EST數(shù)據(jù)庫的檢索，共得到53個(gè)編碼JRL的EST重疊群和singleton。根據(jù)

2、JRL蛋白的結(jié)構(gòu)域的數(shù)目，我們把水稻、小麥和擬南芥的JRL基因劃分成為四組。JRL基因的外顯子和內(nèi)含子結(jié)構(gòu)多樣化程度很高。盡管JRL蛋白的氨基酸序列一致性低且蛋白結(jié)構(gòu)域構(gòu)架變異大，但其Jacalin結(jié)構(gòu)域具有較高的保守性。根據(jù)對(duì)水稻和擬南芥的芯片數(shù)據(jù)和MPSS數(shù)據(jù)的分析以及小麥JRL基因的定量表達(dá)分析，我們發(fā)現(xiàn)JRL基因的表達(dá)具有時(shí)空特異性，這類基因可能在植物生長和發(fā)育的特定時(shí)期發(fā)揮功能。不同物種的JRL基因家族成員幾乎都能響應(yīng)多種生物

3、、非生物脅迫以及植物激素的刺激；在四組JRL基因中，隨著JRL蛋白中Jacalin結(jié)構(gòu)域數(shù)目的增多，每組中響應(yīng)不同種類脅迫的JRL基因的比例逐漸增多或減少。在水稻和擬南芥中，大多數(shù)脅迫響應(yīng)的JRL基因的啟動(dòng)子都包含相應(yīng)的脅迫響應(yīng)順式作用元件。不同的JRL可能具有一定的功能冗余，同時(shí)也進(jìn)化了自己獨(dú)特的功能。
　　 為了了解JRL基因與植物抗病性間的關(guān)系，我們從抗赤霉病品種望水白中克隆到一個(gè)表達(dá)受赤霉菌誘導(dǎo)的JRL基因（TaJRL)

4、。該基因編碼一個(gè)包含兩個(gè)Jacalin結(jié)構(gòu)域的新酸性多肽。亞細(xì)胞定位結(jié)果表明它主要定位于細(xì)胞核中。TaJRLJ響應(yīng)病原菌侵染、植物激素處理以及干旱和熱激等非生物脅迫。當(dāng)應(yīng)用水楊酸(SA)生物合成抑制劑paclobutrazol(PAC)，或茉莉酸(JA)生物合成抑制劑diethyldithiocarbamic acid(DIECA)時(shí)，TaJRLl的表達(dá)受到明顯抑制。應(yīng)用BSMV病毒介導(dǎo)的基因沉默系統(tǒng)(VlGS)降低內(nèi)源TaJRLJl基

5、因的表達(dá)時(shí)，小麥植株不僅更感死體寄生真菌赤霉菌，也更感活體寄生真菌白粉菌。轉(zhuǎn)TaJRL1的擬南芥植株中游離SA和JA的含量增高，同時(shí)也增強(qiáng)了對(duì)赤霉菌和灰霉菌的抗性。依賴SA和JA防衛(wèi)途徑中的基因的抑制或上調(diào)分別與這些植株的感病性或抗病性明顯相關(guān)。TaJRLl有可能調(diào)控了JA和SA的生物合成，進(jìn)而調(diào)控SA和JA依賴的防衛(wèi)途徑的協(xié)同作用，從而改變植物的基礎(chǔ)抗病反應(yīng)。
　　 與JRL蛋白類似，鈣網(wǎng)聯(lián)蛋白(calreticulin，CR

6、T)是植物凝集素中的另一個(gè)亞家族。我們從望水白中克隆得到三個(gè)CRT基因（TaCRTl-3)。系統(tǒng)進(jìn)化分析表明CRT在單子葉和雙子葉植物中具有較好的保守性，并可劃分為CRTl/2和CRT3兩個(gè)亞家族。TaCRT在生殖組織中的表達(dá)豐度很高，TaCRT1和TaCRT3在營養(yǎng)生長組織中也具有較高的表達(dá)豐度。赤霉菌侵染和赤霉菌毒素DON處理能誘導(dǎo)TaCRT的表達(dá)。TaCRT1響應(yīng)JA的刺激，TaCRT2響應(yīng)JA和ETH的刺激，TaCRT3響應(yīng)SA

7、和JA的刺激。在擬南芥中過量表達(dá)TaCRT1降低了植株對(duì)灰霉病的抗性，當(dāng)轉(zhuǎn)入去除內(nèi)質(zhì)網(wǎng)定位信號(hào)和滯留信號(hào)的TaCRT1（dsTaCRT1）后植株對(duì)灰霉菌的抗性增強(qiáng)。免疫膠體金定位表明TaCRT1蛋白定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和細(xì)胞質(zhì)中。表達(dá)結(jié)果顯示，在轉(zhuǎn)dsTaCRT1的擬南芥植株中，鈣調(diào)素連接蛋白基因CBP60g、SA依賴的防衛(wèi)途徑中的PAD4,ICS1、EDS5、PR1和PR2的表達(dá)都明顯上調(diào)，而TaCRT1的過量表達(dá)下調(diào)了這些基因的表達(dá)。我們推