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大豆是世界上公认的高蛋白高脂肪作物,大豆花叶病毒引起的大豆花叶病毒病是导致大豆减产的常见病害之一。本实验室前期工作证明在大豆品种‘冀豆7号’与SMV株系N3组成的不亲合组合中,SMV的侵染会引起NO信号分子的产生,进而诱发胼胝质在胞间连丝上沉积,阻断SMV在细胞间的转运。胼胝质受胼胝质合酶和胼胝质水解酶的严格调控,哪些胼胝质合酶在大豆抵御SMV过程中起到关键作用是本文研究的重点。利用生物信息学、RT-qPCR、VIGS、原核表达、EMSA、肼胝质荧光观察等技术对大豆抵御SMV过程中的胼胝质合酶及其受到哪些转录因子的调控进行了系统研究,主要得到以下结果:
1.利用生物信息学手段结合本课题组已有的大豆与SMV互作的转录组数据库,鉴定出胼胝质合酶Glyma.08G308200(GmGSL07c)和Glyma.18G300200(GmGSL12b)可能是大豆抵御SMV过程中调控PD上胼胝质沉积的关键酶。
2.单独沉默两个合酶基因或将二者共同沉默都减少了胼胝质的产牛,促进了SMV在大豆体内的运输,在基因沉默植株的未接种上位叶中都可检测到SMV CP基因,且表现出感染SMV的花叶症状。
3.利用牛物信息学手段预测可与胼胝质合酶基因启动子上游序列结合的潜存转录因子,结合转录组数据库鉴别出可能对合酶基因GmGSL12b表达有调控作用且受NO调控的转录因子基因Glyma.04G170100(GmMYB94);进一步通过EMSA技术验证了该转录因子与胼胝质合酶基因GmMYB94上游的结合位点在体外可以发生互作。
4.沉默转录冈子基因GmMYB94可以得到与沉默胼胝质合酶基因相似的结果,即大大减少了肼胝质的产生,促进了SMV在大豆体内的运输。
总之,存大豆抵御SMv侵染过程中胼胝质合酶GmGSL07c和GmGSL12b是控制胼胝质在PD上沉积的关键酶;转录因子GmMYB94对合酶基因GmGSL12b的表达有正调控作用。
1.利用生物信息学手段结合本课题组已有的大豆与SMV互作的转录组数据库,鉴定出胼胝质合酶Glyma.08G308200(GmGSL07c)和Glyma.18G300200(GmGSL12b)可能是大豆抵御SMV过程中调控PD上胼胝质沉积的关键酶。
2.单独沉默两个合酶基因或将二者共同沉默都减少了胼胝质的产牛,促进了SMV在大豆体内的运输,在基因沉默植株的未接种上位叶中都可检测到SMV CP基因,且表现出感染SMV的花叶症状。
3.利用牛物信息学手段预测可与胼胝质合酶基因启动子上游序列结合的潜存转录因子,结合转录组数据库鉴别出可能对合酶基因GmGSL12b表达有调控作用且受NO调控的转录因子基因Glyma.04G170100(GmMYB94);进一步通过EMSA技术验证了该转录因子与胼胝质合酶基因GmMYB94上游的结合位点在体外可以发生互作。
4.沉默转录冈子基因GmMYB94可以得到与沉默胼胝质合酶基因相似的结果,即大大减少了肼胝质的产生,促进了SMV在大豆体内的运输。
总之,存大豆抵御SMv侵染过程中胼胝质合酶GmGSL07c和GmGSL12b是控制胼胝质在PD上沉积的关键酶;转录因子GmMYB94对合酶基因GmGSL12b的表达有正调控作用。