【摘 要】
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山核桃（Carya cathayensis Sarg.）营养物质丰富,已成为林农的主要收入来源,但在生产过程中出现干腐病、根腐病等病害。类甜蛋白（Taumatin-like proteins,TLPs）是参与植物病原菌防御过程的重要蛋白,但在山核桃中发挥何种功能尚未可知。本文结合多种手段对该基因家族的功能进行了研究。主要研究结果如下:（1）山核桃CcTLP家族含有40条基因,系统发育分析显示这些基
【基金项目】
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浙江省重点研发项目（2021C02037）；
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山核桃（Carya cathayensis Sarg.）营养物质丰富,已成为林农的主要收入来源,但在生产过程中出现干腐病、根腐病等病害。类甜蛋白（Taumatin-like proteins,TLPs）是参与植物病原菌防御过程的重要蛋白,但在山核桃中发挥何种功能尚未可知。本文结合多种手段对该基因家族的功能进行了研究。主要研究结果如下:（1）山核桃CcTLP家族含有40条基因,系统发育分析显示这些基因分为3类。该家族大部分基因编码的蛋白含有8个稳定的二硫键,G-X-[GF]-X-C-X-T-[GA]-D-C-X（1,2）-G-X-（2,3）-C的保守序列和REDDD的完整结构。（2）进化树分析发现与拟南芥三个类甜蛋白基因同源性较高的山核桃基因有9个。外源激素处理山核桃幼苗叶片,通过qRT-PCR,发现这9个山核桃基因中在SA处理后上调,而对外源MeJA/ETH处理响应较不一致,上调趋势不显著。（3）茶藨子葡萄座腔菌（Botryosphaeria dothidea）接种山核桃茎后,接种部位出现明显的黑色病斑,9个CcTLP基因中的7个CcTLP基因的表达量显著上调。接种7天后,植物体内的JA和H2JA的含量显著升高,而JA-Phe,SA与SAG的含量显著下降。SA相关基因的表达量于早期被诱导上调,而JA相关基因表达模式不同,JA负调控因子JAZ基因的表达量在接种后7天为最小值。（4）烟草亚细胞定位分析显示大部分CcTLP蛋白定位于细胞膜与细胞质上。（5）CcTLP30异源表达拟南芥株系对丁香假单胞菌pst DC3000与B.dothidea的抗性显著增强,然而对灰霉菌（Botrytis cinerea）的抗性显著降低。同时,过表达株系接种病原菌后,体内ROS积累水平也显著提高。综上所述,山核桃TLP家族含有40个成员,其中9个CcTLP基因对激素SA,JA,ETH和病原菌B.dothidea有不同的响应。B.dothidea接种山核桃,在早期可能通过SA信号调控CcTLP的表达介导其抗病性,而在后期通过JA。ROS可能在过表达CcTLP30植株响应病原菌时发挥作用。此研究对山核桃CcTLPs家族成员的抗病功能进行了初步探究,为今后山核桃分子育种改良提供指导。
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