科研产出
黑籽南瓜NBS类抗病基因的鉴别及关键基因分析
《植物生理学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：以云南栽培的枯萎病抗病品种绿皮黑籽南瓜(Cucurbita ficifolia)为材料,采用二代转录组和全长转录组测序相结合的方法,对黑籽南瓜NBS类抗病基因进行鉴别和筛选.结果显示:以NB-ARC作为参考氨基酸序列,共鉴定了43条CfNBS (NBS-type gene from C. ficifolia)类基因全长序列,分属于TNL、CNL、TN、RPW8-N和N类5个亚基因家族,典型的TNL和CNL类分别有2个和13个.系统进化树分析表明, CfNBS类基因可以分为4大类群,黑籽南瓜的NBS类抗病基因数量较少但其基因进化类型比其他瓜类物种丰富.与二代转录组进行比对,筛选获得11个差异表达的黑籽南瓜NBS类关键基因,包括4个抗病蛋白、2个蛋白激酶、2个TMV抗性蛋白和3个未知功能蛋白, qRT-PCR分析表明有10个Cf NBS类关键基因在枯萎病菌接种后48和96 h出现上调或下调表达,可能参与了黑籽南瓜对枯萎病菌侵染不同时间点的抗病应答过程.11个CfNBS类关键基因的GO (Gene Ontology)功能富集分析表明,其涉及的生物学过程显著富集在防卫反应、谷胱甘肽转运、改良氨基酸转运等10条GO条目中,涉及分子功能富集在ADP结合、受体丝氨酸/苏氨酸激酶结合、细胞壁结构成分3个GO条目中.而富集通路最多的是与TMV抗性蛋白同源的2个基因(CL19588contig1和CL21402contig1),说明这2个基因在抗病应答过程中起到了重要作用.11个CfNBS类关键基因qRT-PCR组织表达特异性分析表明,在根、茎、叶和果实中表达量最高的基因分别是CL34065Contig1、CL52011Contig1、CL6035Contig1和CL19588Contig1.以上结果可为开展黑籽南瓜NBS类抗病基因的克隆和功能验证,以及解析黑籽南瓜响应枯萎病菌胁迫的抗性应答机制提供参考.
关键词： 黑籽南瓜 枯萎病 转录组 NBS类基因 qRT-PCR
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枯萎病菌胁迫下3种黑籽南瓜HQRGA2表达及抗氧化酶活性差异分析
《植物生理学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：以云南栽培的3个黑籽南瓜(Cucurbita ficifolia)品种(白皮、花皮和绿皮品种)为试材,在室内接种评价枯萎病抗性基础上,研究了3种材料受枯萎病菌胁迫后NBS抗病基因同源序列HQRGA2(GenBank登录号MG946756)的表达差异,以及活性氧产生和抗氧化酶活性差异。结果显示,3种黑籽南瓜HQRGA2的表达均受枯萎病菌诱导,与感病白皮品种和中抗花皮品种相比,抗病绿皮品种HQRGA2的表达水平增加迅速且持续能力强,呈增加-降低的表达特点。接种枯萎病菌后,感病品种和中抗品种■产生速率呈上升趋势,抗病品种则在侵染中后期急剧升高。感病品种和中抗品种的POD活性、MDA含量主要呈升-降-升的变化趋势,SOD活性则主要呈先升后降的变化趋势;而抗病品种的POD和SOD活性变化平稳,MDA含量呈逐步增加的趋势。枯萎病抗性与侵染早期POD和SOD活性呈负相关,与后期MDA含量呈正相关,而CAT活性与抗性并无一致性,感病品种和抗病品种的变化平稳,中抗品种表现为平稳-升高。由此表明,枯萎病菌侵染黑籽南瓜后,产生了较高水平的■,感病品种主要依赖SOD和POD,中抗品种依赖POD、SOD和CAT来清除活性氧,以增加植株的抗氧化能力。与感病品种相比,抗病品种能迅速启动并维持NBS类抗病基因序列的高量表达,其抗氧化酶可维持较高的活性水平,但对枯萎病菌胁迫不敏感。
关键词： 黑籽南瓜 枯萎病 NBS类基因 qRT-PCR 抗氧化酶
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