楊金廣，樊韋華，楊柳青，丁 濤，王耀峰，宋玉川，董 昕，王鳳龍，劉曉璐*

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所，煙草行業(yè)煙草病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)與綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青島 266101；2.北京科技大學(xué)化學(xué)與生物工程學(xué)院，北京100083；3.甘肅省煙草公司慶陽(yáng)市公司，甘肅 西峰745000；4.云南煙草保山香料煙有限責(zé)任公司，云南 保山 678000）

煙草抗番茄斑萎病毒基因篩選與生物信息學(xué)分析

楊金廣1，樊韋華2，楊柳青2，丁 濤2，王耀峰3，宋玉川4，董 昕2，王鳳龍1，劉曉璐2*

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所，煙草行業(yè)煙草病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)與綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青島 266101；2.北京科技大學(xué)化學(xué)與生物工程學(xué)院，北京100083；3.甘肅省煙草公司慶陽(yáng)市公司，甘肅 西峰745000；4.云南煙草保山香料煙有限責(zé)任公司，云南 保山 678000）

通過(guò)同源克隆的方法在TSWV高感煙草品種NC89、TSWV耐病煙草品種中煙100中分別克隆出一個(gè)疑似抗番茄斑萎病毒（Tomato spotted wilt virus， TSWV）的基因，分別命名為NtSw-5NC89和NtSw-5zy100。序列分析表明，NtSw-5NC89長(zhǎng)3819bp，包含1個(gè)完整的讀碼框，編碼1273個(gè)氨基酸，理論等電點(diǎn)和相對(duì)分子質(zhì)量分別為5.64和147529.5Da；NtSw-5zy100長(zhǎng)3165bp，包含1個(gè)完整的讀碼框，編碼1054個(gè)氨基酸，理論等電點(diǎn)和相對(duì)分子質(zhì)量分別為6.75和122032.9Da；NtSw-5NC89和NtSw-5zy100均不含信號(hào)肽，均無(wú)明顯跨膜區(qū)，二者均含有大多數(shù)植物抗性蛋白所共有的CC-（NB-ARC）-LRR典型結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)分析表明，NtSw-5NC89與馬鈴薯假定晚疫病抗性蛋白同源R1A-3近源關(guān)系最近，NtSw-5zy100與煙草假定晚疫病抗性蛋白同源R1A-3同型X2近源關(guān)系最近。該結(jié)果可為煙草番茄斑萎病毒抗性研究和煙草番茄斑萎病毒的防治提供理論基礎(chǔ)。

煙草；番茄斑萎病毒；抗性基因；生物信息學(xué)分析

近年來(lái)，隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整以及全球農(nóng)副產(chǎn)品貿(mào)易的頻繁，造成眾多植物病毒及其媒介昆蟲(chóng)的全球傳播和蔓延。番茄斑萎病毒（Tomato spotted wilt virus，TSWV）正是在這種情況下，隨其蟲(chóng)媒介體薊馬（Thrip）進(jìn)入我國(guó)，在我國(guó)煙草種植區(qū)猖獗危害[1]。種植抗病品種是防治番茄斑萎病最有效的防治措施。當(dāng)前對(duì)TSWV抗性的研究主要集中在番茄和辣椒上，對(duì)煙草TSWV的抗性研究較少[2]。已明確有兩個(gè)抗病基因Sw-5和Sw-7對(duì)TSWV具有明顯抗性，通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)或基因滲透（雜交）獲得的含Sw-5的植株表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗性，但Sw-5 對(duì)TSWV6、Anwa-1、DaWA-1d和TOTAS-1d等4個(gè)株系的TSWV不表現(xiàn)抗性[3-5]。Sw-7可幫助番茄有效抵御TSWV6和Anwa-1株系的侵染[6]。TSWV在農(nóng)作物上的暴發(fā)流行，除了病毒本身傳播介體繁多外，另一個(gè)重要的因素是TSWV可以通過(guò)基因突變和重組迅速適應(yīng)并打破寄主抗性。對(duì)TSWV基因組變異特征分析表明TSWV的NSs和NP兩個(gè)蛋白突變導(dǎo)致寄主Tsw基因抗性喪失[7]。國(guó)內(nèi)外對(duì)番茄斑萎病毒的抗性品種進(jìn)行了大量研究，目前可通過(guò)小孢子原生質(zhì)體融合技術(shù)，將野生煙草的抗性基因?qū)朐耘嗥贩N使其獲得抗性，但迄今尚未培育出對(duì)番茄斑萎病毒抗性較強(qiáng)的烤煙品種[8]。由于對(duì)TSWV的自然抗病基因非常少，篩選工作困難，目前對(duì)煙草番茄斑萎病抗性基因的研究比較緩慢，科學(xué)家正致力于基因工程手段，將篩選得到的抗性基因經(jīng)優(yōu)化表達(dá)后導(dǎo)入易染病的栽培煙草基因組中，培育抗病品種。

本研究根據(jù)番茄中已確定為抗 TSWV基因序列，于煙草全基因組數(shù)據(jù)庫(kù)中，通過(guò)生物信息學(xué)的方法，篩選煙草基因組中疑似抗TSWV的基因，通過(guò)同源克隆的方法在 TSWV高感品種 NC89和TSWV耐病品種中煙100中克隆疑似靶基因。對(duì)所獲基因進(jìn)行測(cè)序、蛋白結(jié)構(gòu)和功能域預(yù)測(cè)、蛋白進(jìn)化分析，推測(cè)該基因編碼蛋白在細(xì)胞中的存在位置、結(jié)構(gòu)和功能以及與其他蛋白的近源關(guān)系，為煙草番茄斑萎病毒抗性研究和煙草番茄斑萎病毒的防治提供理論基礎(chǔ)。

1　材料與方法

1.1材料

選用煙草品種NC89、中煙100，經(jīng)田間試驗(yàn)檢測(cè)NC89為T(mén)SWV高感品種，中煙100為T(mén)SWV耐病品種。

1.2生物信息學(xué)分析及引物設(shè)計(jì)

于煙草基因組數(shù)據(jù)庫(kù) http://www.pngg.org/ tgi/press_release.html中，篩選煙草基因組中與番茄Sw-5基因同源性高的基因，經(jīng)由序列比對(duì)，設(shè)計(jì)8對(duì)引物（表1），引物由上海生物工程技術(shù)公司合成。

表1　8對(duì)引物名稱(chēng)及序列Table 1 Names and sequences of the eight pair of primers

1.3種植煙草提取RNA，反轉(zhuǎn)錄為cDNA

將煙草NC89、中煙100種植于溫室中，保持水分以確保種子發(fā)芽率。煙草生長(zhǎng)繁盛時(shí)期，取葉片液氮速凍，用TIANGEN RNAprep pure Plant Kit提取RNA，invitrogenSuperScriptⅢ First-Strand反轉(zhuǎn)錄為cDNA。

1.4PCR擴(kuò)增

以NC89、中煙100的cDNA為模板，表1中的引物，用phusionmix和KOD進(jìn)行擴(kuò)增。PCR擴(kuò)增體系：取 cDNA l μL，10×buffer 5μL，10 mmoL/LdNTPs 4 μL，20 μmol/L上下游引物各l μL，TaqDNA聚合酶0.5 uL，加ddH2O至50 μL后進(jìn)行擴(kuò)增。PCR循環(huán)：94℃預(yù)變性5 min；94 ℃ 30 s，57 ℃ 30 s，72 ℃ 3min 30 s，35次循環(huán)；最后72 ℃延伸l0 min。PCR產(chǎn)物用0.8%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)。用Promega Wizard SV Gel and PCR Cleanup System進(jìn)行膠回收純化。

1.5克隆與測(cè)序

PCR產(chǎn)物純化后克隆到載體pEASY上，并轉(zhuǎn)化大腸桿菌Trans-T1感受態(tài)細(xì)胞。培養(yǎng)后，進(jìn)行涂板（培養(yǎng)基含氨芐青霉素）檢測(cè)，每對(duì)引物對(duì)應(yīng)的培養(yǎng)物各挑8個(gè)單克隆用rTaq進(jìn)行菌落PCR陽(yáng)性檢測(cè)。將陽(yáng)性結(jié)果送上海生物工程技術(shù)公司進(jìn)行雙向測(cè)序。

1.6蛋白功能域預(yù)測(cè)

利用 Expasy-ProtParam進(jìn)行理化性質(zhì)分析，ExPASy-ProtScale進(jìn)行疏水性結(jié)構(gòu)分析，用SignalP 4.1 Server （http://www.cbs.dtu.dk/services/SignalP/）預(yù)測(cè)蛋白信號(hào)肽，用在線(xiàn) TMHMM Serverv.2.0（http: //www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM/）預(yù)測(cè)蛋白序列跨膜區(qū)，用 NCBI-Blast進(jìn)行結(jié)構(gòu)域預(yù)測(cè)分析，用Predictprotein進(jìn)行作用位點(diǎn)分析。

1.7蛋白進(jìn)化分析

應(yīng)用NCBI-Blast和MEGA6等軟件對(duì)所得序列進(jìn)行分析。

2　結(jié)　果

2.1RNA提取

紫外分光光度計(jì)測(cè)定提取的葉片總 RNA，OD260/OD280在1.9～2.0，電泳檢測(cè)條帶清晰無(wú)拖帶，所得RNA質(zhì)量很好，基本無(wú)降解。

2.2利用8對(duì)全長(zhǎng)引物獲得的煙草抗TSWV基因的克隆

表1中第2和第7對(duì)引物對(duì)NC89 cDNA各擴(kuò)增出一段4000 bp左右的片段，第3和第4對(duì)引物對(duì)中煙100 cDNA各擴(kuò)增出一段4000 bp左右的片段。但菌落PCR陽(yáng)性檢測(cè)中只有第2和第3對(duì)引物對(duì)應(yīng)的單克隆培養(yǎng)物檢測(cè)出4000 bp左右的條帶。

2.3篩選所得核酸序列和推導(dǎo)出的氨基酸序列

獲得了煙草品種NC89的目的片段，測(cè)序結(jié)果表明，該片段全長(zhǎng)3819 bp，包含1個(gè)完整的讀碼框，編碼1273個(gè)氨基酸（圖1）。經(jīng)NCBI序列比對(duì)，該片段與Sw5-a、Sw5-b、Sw5-c、Sw5-d、Sw5-e的相似度分別為78%、78%、77%、77%、77%，相似度較高，命名此段序列為NtSw-5NC89。

獲得了煙草品種中煙100的目的片段，測(cè)序結(jié)果表明，該片段全長(zhǎng)3165 bp，包含1個(gè)完整的讀碼框，編碼1054個(gè)氨基酸（圖2）。經(jīng)NCBI序列比對(duì)，該片段與Sw5-a、Sw5-b、Sw5-c、Sw5-d、Sw5-e的相似度分別為79%、79%、78%、79%、77%，相似度較高，命名此段序列為NtSw-5zy100。

2.4篩選所得基因編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)分析

理化性質(zhì)分析結(jié)果顯示，NtSw-5NC89的理論等電點(diǎn)和相對(duì)分子質(zhì)量分別為5.64和147529.5Da，總平均疏水指數(shù)為-0.201。NtSw-5zy100的理論等電點(diǎn)和相對(duì)分子質(zhì)量分別為6.75和122032.9 Da，總平均疏水指數(shù)為-0.141。疏水性分析結(jié)果（圖3A、B）顯示，NtSw-5NC89和NtSw-5zy100的疏水性峰值高于0的氨基酸占總氨基酸數(shù)目的比例均低于 50%，且NtSw-5NC89和NtSw-5zy100的總平均疏水指數(shù)均小于0，可以斷定二者均為親水性蛋白。蛋白跨膜區(qū)域分析結(jié)果（圖3C、D）顯示，二者均無(wú)明顯跨膜區(qū)。NtSw-5NC89和NtSw-5zy100信號(hào)肽預(yù)測(cè)結(jié)果（圖3E、F）顯示，二者均無(wú)信號(hào)肽。Predictprotein二級(jí)結(jié)構(gòu)分析，預(yù)測(cè)NtSw-5NC89的α-螺旋、β折疊、卷曲結(jié)構(gòu)所占比例分別為56.09%、6.36%、37.55%；預(yù)測(cè)NtSw-5zy100的α-螺旋、β折疊、卷曲結(jié)構(gòu)所占比例分別為、β折疊、卷曲結(jié)構(gòu)所占比例分別為51.71%、7.87%、37.55%。蛋白質(zhì)結(jié)合位點(diǎn)預(yù)測(cè)結(jié)果（圖4A、C）顯示，NtSw-5NC89和NtSw-5zy100均含有一個(gè)DNA結(jié)合位點(diǎn)（DNA-binding-region）和多個(gè)可能的蛋白結(jié)合位點(diǎn)（protein binding region）。NCBI-Blast結(jié)構(gòu)域預(yù)測(cè)（圖4B、D）顯示NtSw-5NC89和NtSw-5zy100均含有抗性蛋白卷曲螺旋（RX-CC_like）和P-loop核苷三磷酸水解酶（P-loop_NT）結(jié)構(gòu)域以及核苷酸結(jié)合-臂重復(fù)蛋白（NB-ARC）結(jié)構(gòu)域、亮氨酸重復(fù)（LRR）結(jié)構(gòu)域，即CC-（NB-ARC）-LRR結(jié)構(gòu)，NtSw-5zy100因LRR結(jié)構(gòu)分布較為分散未能在圖中集中體現(xiàn)。

圖1　NtSw-5NC89編碼區(qū)核酸序列及其推導(dǎo)出的氨基酸序列（陰影部分為功能結(jié)構(gòu)域）Fig. 1 Nueleotide and predicted amino acid sequence of NtSw-5NC89（the shaded part for function structure domain）

2.5系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)分析通過(guò)NCBI-Blastp在線(xiàn)同源性比對(duì)，應(yīng)用MEGA6軟件進(jìn)行系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)分析，結(jié)果顯示（圖5）NtSw-5NC89和 NtSw-5zy100分別位于一個(gè)大分支的兩個(gè)不同小分支上，其中NtSw-5NC89與馬鈴薯假定晚疫病抗性蛋白同源R1A-3（NCBI蛋白序列號(hào)XP_ 015168988.1）親源關(guān)系最近（100%氨基酸相似度）。NtSw-5zy100與煙草假定晚疫病抗性蛋白同源R1A-3同型X2（NCBI蛋白序列號(hào)XP_ 009777376.1）近源關(guān)系最近（84%氨基酸相似度）。所獲得的兩個(gè)基因編碼蛋白同番茄斑萎病抗性蛋白家族（抗性蛋白A、抗性蛋白B、抗性蛋白C、抗性蛋白D、抗性蛋白E，分別由Sw5-a、Sw5-b、Sw5-c、Sw5-d、Sw5-e編碼，NCBI蛋白序列號(hào)分別為AAG31013.1、AAG31014.1、 AAG31015.1、 AAG31016.1、AAG31017.1）不在一個(gè)大分支上，同源性相對(duì)較低（NtSw-5NC89與抗性蛋白A、抗性蛋白B、抗性蛋白C、抗性蛋白D、抗性蛋白E氨基酸相似度分別為58%、58%、61%、61%、61%；NtSw-5zy100與抗性蛋白A、抗性蛋白B、抗性蛋白C、抗性蛋白D、抗性蛋白E氨基酸相似度分別為64%、65%、63%、60%、61%）。

圖2　NtSw-5zy100編碼區(qū)核酸序列及其推導(dǎo)出的氨基酸序列（陰影部分為功能結(jié)構(gòu)域）Fig. 2 Nueleotide and predicted amino acid sequence of NtSw-5zy100（the shaded part for function structure domain）

圖3　NtSw-5NC89和NtSw-5zy100的疏水性分析、跨膜區(qū)域預(yù)測(cè)和信號(hào)肽預(yù)測(cè)Fig. 3 Hydrophobicity analysis， transmembrane region prediction， and signal peptide prediction of NtSw-5NC89and NtSw-5zy100

圖4　NtSw-5NC89和NtSw-5zy100結(jié)合位點(diǎn)和結(jié)構(gòu)域分析Fig. 4 Binding site and structure analysis of NtSw-5NC89and NtSw-5zy100

圖5　基于NtSw-5NC89和NtSw-5zy100的系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)分析Fig. 5 Phylogenetic tree analysis of NtSw-5NC89and NtSw-5zy100

3　討　論

本文通過(guò)同源克隆方法在TSWV高感品種NC89和TSWV耐病品種中煙100中分別篩選出疑似抗TSWV的基因NtSw-5NC89和NtSw-5zy100。運(yùn)用生物信息學(xué)的方法分析了該基因的理化性質(zhì)，并對(duì)其功能進(jìn)行了預(yù)測(cè)。分析表明，NtSw-5NC89和NtSw-5zy100編碼蛋白均不含信號(hào)肽、均無(wú)明顯跨膜區(qū)，這與Sw5-a和Sw5-b編碼蛋白結(jié)構(gòu)相似［9］，推測(cè)此二者編碼的蛋白不是分泌性蛋白，該類(lèi)蛋白不可能定位于膜上。系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)分析表明，所得兩個(gè)基因編碼蛋白與假定晚疫病抗性蛋白同源型近源關(guān)系相近，而與番茄斑萎病抗性蛋白家族近源關(guān)系相對(duì)較遠(yuǎn)，可能與基因所在物種的差異性有關(guān)，不同物種對(duì)同一植物病毒的抗性蛋白可能有各自的特異性。

對(duì) NtSw-5NC89和 NtSw-5zy100結(jié)構(gòu)域分析可看出，二者均含有RX-CC_like、P-loop_NT、NB-ARC、LRR等結(jié)構(gòu)，這與Sw5-a、Sw5-b編碼的抗性蛋白A、抗性蛋白B極為相似（抗性蛋白A、抗性蛋白B中均含有CC-（NB-ARC）-LRR結(jié)構(gòu)）［9］。RX-CC結(jié)構(gòu)是馬鈴薯病毒X抗性蛋白（RX）或其相似蛋白的N端卷曲螺旋結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)能夠與抗病性反應(yīng)所必須的RanGAP2輔助因子相作用，進(jìn)而產(chǎn)生抗病效應(yīng)。P-loop結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)含有NTP水解酶結(jié)構(gòu)域，包括 GTP酶激酶（KG）類(lèi)和額外鏈催化酶（Additional Strand Catalytic Enzyme， ASCE）類(lèi)兩個(gè)主要的結(jié)構(gòu)類(lèi)，參與多種細(xì)胞內(nèi)反應(yīng)，在番茄斑萎病抗性蛋白A、抗性蛋白B中均能找到類(lèi)似結(jié)構(gòu)的激酶結(jié)構(gòu)域［9］，該結(jié)構(gòu)域可能在病毒抗性反應(yīng)中具有重要作用。LRR結(jié)構(gòu)易于形成亮氨酸拉鏈，參與蛋白質(zhì)的多聚化和與其他蛋白的結(jié)合，番茄斑萎病抗性蛋白A只有一個(gè)亮氨酸拉鏈，而番茄斑萎病抗性蛋白B有兩個(gè)，通過(guò)煙草轉(zhuǎn)化試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，Sw5-b對(duì)TSWV有抗性，而Sw5-a無(wú)，這可能與其結(jié)構(gòu)中的亮氨酸拉鏈個(gè)數(shù)有關(guān)［9］。NtSw-5NC89的LRR結(jié)構(gòu)連續(xù)分布，而NtSw-5zy100分布卻較為分散，因此在形成亮氨酸拉鏈時(shí)產(chǎn)生差異，這有可能是 NC89 為T(mén)SWV高感品種而中煙100為耐病品種的原因。此外，NB-ARC結(jié)構(gòu)域是植物疾病抗性基因一個(gè)顯著的信號(hào)結(jié)構(gòu)［10］，ARC是信號(hào)傳導(dǎo)途徑下游非常重要的蛋白質(zhì)因子，參與眾多信號(hào)途徑。大多植物病毒抗性基因含有NBS和LRR結(jié)構(gòu)域，以便與受體結(jié)合［11］，在番茄斑萎病抗性蛋白A、抗性蛋白B中也均發(fā)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)。CC-（NB-ARC）-LRR結(jié)構(gòu)是植物抗性蛋白所包含的典型結(jié)構(gòu)［12］，番茄斑萎病抗性蛋白A、抗性蛋白B以及番茄線(xiàn)蟲(chóng)抗性基因產(chǎn)物Mi 和 Prf均含有此結(jié)構(gòu)［9］，這些細(xì)胞內(nèi)的抗性蛋白識(shí)別病原體效應(yīng)蛋白進(jìn)而促發(fā)一個(gè)可能使局部細(xì)胞死亡的反應(yīng)。在番茄中，當(dāng)TSWV入侵植株時(shí)，Sw-5顯性個(gè)體會(huì)引發(fā)一個(gè)過(guò)敏反應(yīng)，導(dǎo)致TSWV入侵位點(diǎn)或入侵位點(diǎn)周?chē)募?xì)胞快速死亡，使病毒感染不至于達(dá)到植株損傷程度，同時(shí)也避免了病毒入侵點(diǎn)鄰近細(xì)胞的感染，防止病毒感染擴(kuò)散，植株因此表現(xiàn)出對(duì)TSWV的抗性［13-14］。推測(cè)NtSw-5zy100可能在煙草個(gè)體中引發(fā)一個(gè)相類(lèi)似的過(guò)敏反應(yīng)，從而使中煙100對(duì)TSWV產(chǎn)生耐受性，只出現(xiàn)輕微的花葉或壞死斑點(diǎn)，表現(xiàn)為不被TSWV大面積侵染，而NtSw-5NC89未能引發(fā)類(lèi)似的過(guò)敏反應(yīng)或過(guò)敏反應(yīng)未能引起入侵點(diǎn)周?chē)?xì)胞快速死亡，從而使NC89煙草植株受TSWV侵染后易出現(xiàn)壞死癥狀。

綜上可看出，NtSw-5NC89和NtSw-5zy100均含有抗性蛋白所具有的CC-（NB-ARC）-LRR典型結(jié)構(gòu)，雖然在系統(tǒng)樹(shù)中與番茄斑萎病抗性蛋白A、抗性蛋白B相對(duì)較遠(yuǎn)，但在結(jié)構(gòu)上卻極為相似，這對(duì)其在煙草中可能具有的番茄斑萎病抗性奠定了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。番茄中Sw-5包含眾多的基因家族成員，各成員編碼蛋白除了共有的典型結(jié)構(gòu)域外，也有各自特異之處，不同的同源序列可能對(duì)不同的番茄斑萎病毒有抗性［9，14］，NtSw-5NC89和 NtSw-5zy100除共有植物抗性蛋白典型結(jié)構(gòu)域外，又互有差別，可能為煙草番茄斑萎病毒抗性基因家族中的一員，在煙草中負(fù)責(zé)抵抗不同亞型番茄斑萎病毒。

4　結(jié)　論

從煙草NC89和中煙100中分別獲得疑似抗番茄斑萎病毒基因 NtSw-5NC89和 NtSw-5zy100，NtSw-5NC89長(zhǎng) 3819bp，編碼1273個(gè)氨基酸，NtSw-5zy100長(zhǎng)3165bp，編碼1054個(gè)氨基酸。NtSw-5NC89和NtSw-5zy100均為親水蛋白，均無(wú)明顯跨膜區(qū)，均無(wú)信號(hào)肽，均含有植物抗性蛋白所共有的 CC-（NB-ARC）-LRR結(jié)構(gòu)域，二者與假定晚疫病抗性蛋白同源型在系統(tǒng)樹(shù)中進(jìn)化關(guān)系相近。NtSw-5NC89和 NtSw-5zy100來(lái)源于煙草，在煙草番茄斑萎病毒的抗性研究和防治方面有廣闊的前景和應(yīng)用潛力，但對(duì)于二者的調(diào)控機(jī)理和導(dǎo)入煙草植株后的表達(dá)狀況，還需要進(jìn)一步的試驗(yàn)驗(yàn)證。

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Screening and the Bioinformatics Analysis of the Nicotiana tabacum L. TSWV-Resistant Genes

YANG Jinguang1， FAN Weihua2，YANG Liuqing2， DING Tao2， WANG Yaofeng3，SONG Yuchuan4， DONG Xin2， WANG Fenglong1， LIU Xiaolu2*
（1. The Tobacco Industry， Tobacco Plant Diseases and Pests Monitoring and Comprehensive Control Key Laboratory， Tobacco Research Institute of CAAS， Qingdao 266101， China； 2. School of Chemistry and Biological Engineering， University of Science and Technology Beijing， Beijing 100083， China； 3. Gansu Tobacco Corporation Qingyang Tobacco Corporation， Xifeng 745000， Gansu，China； 4. Yunnan Tobacco Baoshan Oriental Tobacco Co.， Ltd.， Baoshan 678000， Yunnan， China）

Two putative TSWV-resistant genes， named NtSw-5NC89and NtSw-5zy100respectively， were isolated from the TSWV-high sensitive Nicotiana tabacum L. NC89 and TSWV- resistant Nicotiana tabacumL.zhongyan 100 using homology-based cloning，. Sequence analysis showed that NtSw-5NC89is 3819 bp long and contains an open reading frame which encodes a polypeptide of 1273 amino acids with the theoretical isoelectric point 5.64 and molecular mass 147529.5 Da. NtSw-5zy100is 3165 bp long and contains an open reading frame which encodes a polypeptide of 1054 amino acids with the theoretical isoelectric point6.75 and molecular mass 122032.9 Da. No signal peptide or transmembrane region was detected in NtSw-5NC89or NtSw-5zy100Both proteins contain a CC-（NBARC）-LRR typical structure which is shared by most plant resistance proteins. Phylogenetic tree analysis showed that NtSw-5NC89had the highest similarity to the Solanum tuberosum putative late blight resistance protein homolog R1A-3 and NtSw-5zy100had the highest similarity to the Nicotiana sylvestrisputative late blight resistance protein homolog R1A-3 isoform X2. Results of this study provide theoretical basis for resistance study， prevention and treatment of Nicotianatabacum L. TSWV.

Nicotiana tabacum L.； TSWV； resistance gene； bioinformatics analysis

S435.72

1007-5119（2016）04-0060-08

10.13496/j.issn.1007-5119.2016.04.011

國(guó)家煙草專(zhuān)賣(mài)局科技創(chuàng)新平臺(tái)項(xiàng)目“煙草行業(yè)煙草病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)與綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室專(zhuān)項(xiàng)經(jīng)費(fèi)”（023201305）；云南省煙草公司科技項(xiàng)目“德宏綠色生態(tài)優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)研究及應(yīng)用”（2013YN37）

楊金廣（1979-），博士，副研究員，主要研究方向?yàn)榉肿硬《緦W(xué)與生物防治。E-mail：yangjinguang@caas.cn*通信作者，E-mail：xiaoluliu@ustb.edu.cn

2015-11-12

2016-03-29