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葡萄(Vitis vinifera L.)是世界上一种重要的经济水果,制干、鲜食、酿酒、榨汁等多种用途使他给人类社会创造了极高的经济效益,但是广泛栽植的葡萄品种多为欧洲葡萄,具有极高的感病性,挖掘葡萄抗病基因,分析其抗病的分子机理,对于改善葡萄品种的抗病性具有重要的理论意义和实践价值。WRKY转录因子作为植物特有的转录调节因子,在植物的抗病调控过程中具有重要的作用。本研究依据发表的葡萄基因组数据,鉴定了葡萄中存在的WRKY家族基因,并进行了结构、进化和表达分析,初步分析了WRKY家族基因可能参与的生物调控过程,并以此为基础克隆了抗病相关的VlWRKY58和VaWRKY10,过表达遗传转化模式植物拟南芥及感病的无核白葡萄,验证了这两个基因的抗病调控功能,进而克隆了这两个基因的启动子序列,分析了上游调控元件的激活响应。取得的主要结果如下:(1)依据发表的葡萄基因组测序信息,共鉴定得到WRKY基因家族成员59个,根据他们在葡萄染色体上的位置分布,将其命名为VvWRKY1-VvWRKY59。多重序列比对显示59个VvWRKY蛋白保守结构域完整,依据VvWRKY保守结构域特征和系统发育树将59个VvWRKY分为了GroupⅠ-Ⅲ三大类,分别包含12、40和6个VvWRKY,GroupⅡ又分成了a-e五个亚组,分别包含3、8、15、7和6个VvWRKY。59个VvWRKY存在4组串联重复事件,15组隔离重复事件,并且存在66个和拟南芥AtWRKY之间的同线性事件,说明了重复事件是VvWRKY进化过程中伴随的一类主要事件。VvWRKY40和VvWRKY45在葡萄根系里表达量较高,VvWRKY42和VvWRKY52在葡萄叶片里表达量较高,这是VvWRKY组织器官特异性表达的体现。22个VvWRKY在葡萄白粉菌处理后表现出上调表达,18个VvWRKY在SA处理后表现出上调表达,14个VvWRKY在ABA处理后表现出上调表达,MeJA和ETH处理后VvWRKY的上调表达基因数量更多,干旱胁迫处理后VvWRKY上调表达也较为明显,这说明了VvWRKY与葡萄生物胁迫、非生物胁迫及植物激素信号响应确实存在密切的关系,VvWRKY58在白粉菌接种处理后上调表达明显,VvWRKY10则在MeJA和ETH处理后表现出上调表达。(2)采用RT-PCR从葡萄材料巨峰克隆得到了VlWRKY58的cDNA序列,开放阅读框为2241 bp,编码747个氨基酸。构建VlWRKY58 35S诱导的过量表达载体,转化模式植物拟南芥,转基因和野生型拟南芥植株接种白粉菌和灰霉菌,发现VlWRKY58转基因株系对白粉菌表现出明显的抗病性,单位质量叶片上的孢子数显著偏少,而对灰霉菌表现出感病性,病斑面积显著偏大,而且PR1、NPR1这两个与SA信号途径相关的基因在VlWRKY58转基因拟南芥株系里表现出显著病原菌诱导表达,而PDF1.2这个与JA信号途径相关的基因在VlWRKY58转基因拟南芥株系里病原菌的诱导表达则表现出明显的减弱,这说明VlWRKY58参与的抗病调控与SA信号途径具有一定关系;另外,VlWRKY58转基因拟南芥株系在接种细菌性病原菌Pst DC3000后表现出明显的感病性,叶片明显发黄,活性菌数量也显著偏多,PR1基因在VlWRKY58转基因拟南芥株系里Pst DC3000的诱导表达呈现下降趋势,这与接种白粉菌和灰霉菌表现不同。采用反转录PCR,从巨峰葡萄克隆得到了VlWRKY58基因-1952bp的启动子序列,构建了四个启动子缺失片段载体并瞬时转化了红地球葡萄,GUS染色分析,VlWRKY58启动子-608bp到-1034bp之间的序列存在2.1倍于对照的葡萄白粉菌诱导激活活性,这段启动子序列分布着两个TCA-element,一个TGACG-motif,一个P-box和一个TC-rich repeats,可能正是TCA-element的存在,增强了VlWRKY58的SA信号响应,从而增强了VlWRKY58参与的白粉病抗性调控。通过酵母双杂交技术筛选得到葡萄葡聚糖1,3-β葡萄糖苷酶、葡萄甘油醛3-磷酸脱氢酶、葡萄寡肽转运蛋白4等五个不同的葡萄功能蛋白,这些蛋白与VlWRKY58参与的葡萄抗病性调控可能具有一定的关系。(3)采用RT-PCR从山葡萄‘双优’克隆得到VaWRKY10的cDNA序列,开放阅读框为954 bp,编码318个氨基酸。构建了VaWRKY10 35S诱导的过量表达载体,转化了模式植物拟南芥和无核白葡萄。接种白粉菌、灰霉菌和Pst DC3000后,可以发现VaWRKY10转基因拟南芥株系对死体营养型病原菌灰霉菌表现出明显的抗病性,病斑面积显著偏小,而对活体营养型病原菌白粉菌及Pst DC3000表现出明显的感病性,白粉菌单位质量叶片上的孢子数、Pst DC3000单位面积叶片上活性菌的数量都显著增多,在接种Pst DC3000后O2-含量还显著降低,VaWRKY10转基因无核白葡萄接种灰霉菌后发病状况也表现出一定程度缓和,另外,LOX3和PDF1.2这两个与JA信号途径相关的基因在VaWRKY10转基因拟南芥株系里灰霉菌的诱导表达表现出显著提高,这说明VaWRKY10参与的抗病调控与JA信号途径可能具有一定关系。后续同样采用反转录PCR,从‘双优’中克隆得到了VaWRKY10基因-1597bp的启动子序列,构建了四个启动子缺失片段载体瞬时转化了红地球葡萄,GUS染色分析,VaWRKY10启动子0到-280bp之间的序列存在4.2倍于对照的MeJA诱导激活活性,这段启动子序列分布着一个TGACG-motif调控元件,可能正是该元件参与了VaWRKY10的JA信号响应,从而增强了对灰霉病的抗病性调控。