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柑橘黄龙病(Huanglongbing)是柑橘病害系统中最具毁灭性的一种病害,并严重地制约着柑橘产业的发展。目前黄龙病的主要防治方法包括:1)防治木虱减少致病菌传播,2)培育无毒苗木和3)砍除病树,但该病害仍然难以得到有效的控制。诱导提高植株抗病性是减轻病害发生发展的重要措施,本文研究了植物免疫诱导剂阿泰灵诱导柑橘对黄龙病的抗性及作用机制。主要结果如下:1.阿泰灵诱导柑橘抗病性。研究发现,阿泰灵处理柑橘可诱导叶片叶绿素含量升高,促进植物根系发育,提高根系活力和果实品质,并一定程度上提高了HLB的防控效果。阿泰灵处理CLas感染的植株后,能一定程度上降低植物体内菌含量。扫描电子显微镜观察发现,处理后的植株叶脉筛孔比对照组更疏通。此外,qPCR检测发现,阿泰灵诱导柑橘抗性相关基因CsNPR1,CsPR1,CsPR5和CsLOX2.1的上调表达。阿泰灵喷施处理柑橘植株后,水杨酸(SA)通路相关基因CsNPR1上调约4倍,SA下游调控基因CsPR1和CsPR5,也是系统获得性抗性(SAR)的标志基因,分别上调表达约10倍和7倍。阿泰灵还诱导茉莉酸(JA)合成关键基因CsLOX2.1的上调表达,上调约5倍。2.蛋白组学和转录组学研究证实免疫诱导剂阿泰灵显著提高柑橘抗病相关蛋白和基因的差异表达。蛋白组学实验结果显示,阿泰灵显著诱导柑橘植物体内447个差异表达蛋白(DEPs)。Gene Ontology分析显示,大量参与到柑橘植物响应外界诱导刺激的蛋白受到阿泰灵的调控。KEGG通路富集分析表明,其中大量DEPs参与了SA,JA和苯丙素生物合成等抗病相关通路。同时,转录组学研究数据表明,参与到SA、JA和苯丙素合成途径相关的差异表达基因(DEGs)也受到阿泰灵的上调诱导。另外阿泰灵还诱导了植物部分叶绿素合成相关蛋白和基因的上调表达。3.qPCR进一步验证了12个DEPs和12个DEGs的转录水平,结果显示,选定的目的基因的转录水平与蛋白组和转录组数据保持相同的调控趋势,证明了蛋白组学和转录组学数据的可靠性。综合分析蛋白组学和转录组学数据,我们进一步选定了2个目的蛋白Salicylate carboxymethyltransferase(CsSAMT)和Linoleate 13S-lipoxygenase 2-1(CsLOX2.1),分别利用pET-28a和pET-32a表达载体在大肠杆菌中对其进行诱导表达,纯化得到高纯度抗原进行兔子免疫,最终获得了CsSAMT和CsLOX2.1的多克隆抗体。CsSAMT是一种水杨酸羧甲基转移酶,可催化植物激素SA的游离羧基末端的甲基化,从而将SA转化为SA甲酯(MeSA)。脂氧合酶CsLOX2.1参与JA的生物合成,在植物的防御反应中起着非常重要的作用。通过Western blot分析证实,阿泰灵能诱导柑橘根和叶柄组织中CsSAMT和CsLOX2.1蛋白水平的上调;而且阿泰灵处理柑橘后能诱导组织内源SA和JA含量的上调积累。