【摘 要】
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茄子黄萎病(Eggplant Verticillium wilt)是由轮枝菌(Verticillium spp.)引起的一种土传性植物维管束病害,一旦发病,茄子产量大幅度下降甚至绝收。目前的研究发现,茄子栽培品种普遍对黄萎病缺乏抗性,而野生茄蒜芥茄(Solanum sisymbriifolium)高抗黄萎病,能够扩宽植物抗黄萎病研究的遗传基础,是研究植物抗病机理的重要材料。参考前期蒜芥茄接种大丽轮
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茄子黄萎病(Eggplant Verticillium wilt)是由轮枝菌(Verticillium spp.)引起的一种土传性植物维管束病害,一旦发病,茄子产量大幅度下降甚至绝收。目前的研究发现,茄子栽培品种普遍对黄萎病缺乏抗性,而野生茄蒜芥茄(Solanum sisymbriifolium)高抗黄萎病,能够扩宽植物抗黄萎病研究的遗传基础,是研究植物抗病机理的重要材料。参考前期蒜芥茄接种大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)后的转录组测序结果,对3个显著差异表达的WRKY基因进行了克隆及序列分析、蛋白亚细胞定位、基因表达分析及功能鉴定等一系列研究,主要研究结果如下:1.从黄萎病高抗材料野生蒜芥茄中克隆得到3个WRKY转录因子编码基因,分别命名为SsWRKY1、SsWRKY22和SsWRKY33,它们依次含有1224 bp、528bp和1073 bp的完整ORF框,各自编码407、175和357个氨基酸;SsWRKY1和SsWRKY33属于第Ⅰ类WRKY转录因子,SsWRKY22属于第Ⅱ类WRKY转录因子。2.亚细胞定位预测软件Cell-PLoc 2.0预测SsWRKY1、SsWRKY22和SsWRKY33蛋白均位于细胞核中。随后,通过构建GFP融合蛋白表达载体并将其瞬时转化烟草,发现SsWRKY1和SsWRKY33蛋白亚细胞定位结果与预测相同,符合转录因子特征,表明其可能参与细胞核基因转录水平的调控。而SsWRKY22编码的蛋白处于细胞核和细胞质上,这与亚细胞定位预测结果不一致。3.SsWRKY1、SsWRKY22和SsWRKY33基因的表达均具有组织表达特异性,根部的表达量高于茎部和叶片,其中SsWRKY1和SsWRKY22在叶片中的表达量最低,而SsWRKY33基因则在茎部表达量最低。大丽轮枝菌能够影响3个WRKY基因的表达,接种大丽轮枝菌后72 h内3个基因的表达量均发生不同程度的下降;在接种后24 h时处理植株目的基因的相对表达量与对照相比差异达到最大。4.通过构建过表达载体将SsWRKY1、SsWRKY22和SsWRKY33基因转入烟草中,分别得到7株、7株和6株T0代阳性转基因苗。与0 h相比,接种大丽轮枝菌24 h后,对照(非转基因)植株与过表达SsWRKY基因的烟草中目的基因的相对表达量均呈现下调趋势,但对照植株中目的基因表达量下降程度明显高于转基因植株;病情指数调查结果表明,与对照植株相比,转基因烟草病情指数升高,且过表达SsWRKY1和SsWRKY33基因烟草比转SsWRKY22基因烟草发病更严重。表明3个基因可能均以负向调控的方式参与蒜芥茄抗黄萎病的防卫反应,且SsWRKY1和SsWRKY33基因在黄萎病抗性中的作用可能比SsWRKY22更关键。以上结果为揭示蒜芥茄响应黄萎病侵染的机制奠定了基础,研究结果还可应用于茄子抗病种质的创新。
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