中国野生毛葡萄VqLecRK1抗白粉病功能研究及互作蛋白筛选

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葡萄是一种非常古老的果树,其果实营养价值与经济价值都很高,被誉为“四大水果”之一。葡萄在栽植与生长过程中,常遭受外界条件的影响,葡萄白粉病就是其中一个非常严重的影响因素。葡萄白粉病的发生条件较为广泛,且对设施栽培的葡萄危害更大。因此,挖掘葡萄抗白粉病基因,研究其抗白粉病功能,对创制葡萄抗白粉病新种质具有重要的意义。本研究前期采用转录组测序技术,发现了一个受白粉菌诱导上调表达的基因,命名为VqLecRK1,并通过过表达转化模式植物拟南芥进行了抗白粉病功能分析。在此基础上,从高抗白粉病的中国野生毛葡萄‘商-24’中克隆VqLecRK1基因,利用瞬时转化葡萄叶片与遗传转化‘无核白’原胚团,开展VqLecRK1基因抗白粉病功能研究,筛选VqLecRK1互作蛋白,为揭示其抗白粉病分子机理做出铺垫。主要研究结果如下:1、中国野生毛葡萄VqLecRK1克隆与序列分析。从抗白粉病毛葡萄‘商-24’中克隆得到VqLecRK1基因,其序列全长为2412 bp,共编码803个氨基酸,与欧洲葡萄‘黑比诺’氨基酸序列相似性为98.01%,VqLecRK1包含一个‘B-lectin’保守结构域,属于G型凝集素受体激酶。2、通过瞬时转化试验进一步明确VqLecRK1基因抗白粉病功能。构建VqLecRK1-GFP表达载体,瞬时转化感病葡萄‘红地球’和‘无核白’叶片;构建干扰载体RNAi-VqLecRK1,瞬时转化抗病葡萄‘商-24’和‘白河-35-1’叶片,通过观察叶片表型及台盼蓝染色情况,发现相比对照组野生型叶片,瞬转过表达基因的叶片白粉菌较少,瞬时沉默VqLecRK1基因的叶片白粉菌较多且菌丝较为密集,初步明确VqLecRK1基因具有增强葡萄抗白粉病的功能。3、VqLecRK1互作蛋白的筛选。通过酵母双杂交技术筛选到VqLecRK1的互作蛋白VqPGDH,并通过酵母双杂交回复验证、Split-Luc试验与双分子荧光互补试验验证二者的互作关系。根据互作基因VqPGDH的亚细胞定位试验结果,确定其定位在叶绿体、细胞膜和细胞质上。通过对接白粉菌后‘商-24’叶片的定量分析,确定VqPGDH受白粉菌诱导上调表达。定量分析发现VqPGDH在瞬时转化试验中受VqLecRK1正向诱导。4、农杆菌介导葡萄遗传转化试验。通过农杆菌介导法遗传转化‘无核白’原胚团,对生长健壮的葡萄株系,分别通过琼脂糖凝胶电泳、半定量及定量试验、Western-blot试验进行转基因株系鉴定,最终获得了3株过表达转基因葡萄株系。
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