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蒜芥茄响应大丽轮枝菌侵染的内源激素含量变化及其相关基因的表达分析
《植物生理学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：茄子黄萎病(Verticillium wilt)是由轮枝菌侵染引起的一种土传维管束病害,该病发生普遍,常造成茄子大幅度减产,是危害茄子生产的主要病害之一.蒜芥茄是栽培茄子的野生近缘种,对黄萎病具有抗性.为了揭示蒜芥茄(Solanum sisymbriifolium)响应大丽轮枝菌侵染的防御机制,本研究采用高效液相色谱(HPLC)和串联质谱分析技术,检测了蒜芥茄接种大丽轮枝菌0、12和48 h后四种主要内源激素(生长素、细胞分裂素、水杨酸和茉莉酸)含量的变化;并进一步利用Illumina转录组测序技术,探究植物激素信号转导途径中相关基因表达的变化情况.研究结果表明:(1)蒜芥茄接种大丽轮枝菌后,其根部主要激素含量均发生了一定的变化.生长素类含量呈现先增加后降低的变化趋势,且在接种后12 h达到峰值,其中吲哚甲酸(ICA)含量变化最明显,其在0~12 h阶段内急速增加;在细胞分裂素类激素中,顺式玉米素(cZ)和反式玉米素(tZ)含量在病原菌接种后先增加再降低,而异戊烯腺嘌吟(IP)和二氢玉米素(DZ)含量持续降低;水杨酸含量则呈现明显降低的趋势,且在接种病原菌后48 h内持续降低;茉莉酸类激素含量整体呈先降低后增加的变化趋势.(2)转录组测序及KEGG通路富集分析表明,蒜芥茄根部植物激素相关基因的表达也发生了明显的变化.从四大类植物激素的信号转导通路中共筛选到差异表达基因102个,其中在0~12 h阶段有43个差异表达基因,包括16个上调表达基因,27个下调表达基因;在12~48 h阶段有59个差异表达基因,包括44个上调表达基因,下调表达15个基因.以上研究结果表明,植物激素在蒜芥茄抗黄萎病过程中可能具有重要的作用.研究结果为后期深入分析并挖掘野生茄黄萎病抗性基因奠定了方向和基础.
关键词： 蒜芥茄 黄萎病 大丽轮枝菌 内源激素 差异表达基因
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蒜芥茄SsWRKY1基因克隆及黄萎病病原菌胁迫下表达分析
《南方农业学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]克隆蒜芥茄WRKY1基因(SsWRKY1),并分析其在黄萎病病原菌胁迫下的表达模式,为探究WRKY1基因在野生蒜芥茄黄萎病抗性中的调控机制提供理论参考.[方法]利用染色体步移技术克隆SsWRKY1基因,通过在线生物信息学软件进行序列分析及构建系统发育进化树;采用GFP融合蛋白表达法对WRKY1蛋白进行亚细胞定位,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测SsWRKY1基因在不同组织及接种黄萎病病原菌后不同时间的相对表达量.并分析9种野生茄材料接种黄萎病病原菌后的病情指数与WRKY1基因表达变化量的相关性.[结果]克隆获得的SsWRKY1基因(GenBank登录号MZ846202)ORF序列长度为1224 bp,编码407个氨基酸残基,蛋白相对分子量为44.87 kD,理论等电点(pI)为6.91,属于亲水性不稳定蛋白,亚细胞定位于细胞核,符合转录因子特征.Ss-WRKY1蛋白含有2个WRKY保守结构域和C2H2型锌指结构,属于Ⅰ类WRKY转录因子,其二级结构主要由α-螺旋(7.13%)、β-折叠(4.67%)、无规则卷曲(73.71%)和延伸链(14.50%)组成.SsWRKY1蛋白与番茄、野生潘那利番茄、野生番茄、马铃薯WRKY1蛋白的亲缘关系较近.SsWRKY1基因在根和茎的相对表达量显著高于叶中的相对表达量(P<0.05,下同).黄萎病病原菌接种后不同时间,SsWRKY1基因的相对表达量均低于对照组(无菌水接种),但仅在24 h时二者差异达显著水平.9种野生茄材料接种黄萎病病原菌后的病情指数与接种前后WRKY1基因表达变化量间呈显著正相关.[结论]SsWRKY1属于第Ⅰ类WRKY转录因子,序列高度保守,在细胞核中表达,其基因具有组织表达特异性,黄萎病菌胁迫后该基因的表达下调,推测WRKY1在野生茄黄萎病抗性中起负调控作用.
关键词： 蒜芥茄 WRKY转录因子 黄萎病 基因克隆 亚细胞定位 表达分析
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