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中国野生毛葡萄VqTLP15基因的克隆与抗病性功能研究
引用本文:王 雅,闫筱筱,张修铭,李 智,王西平.中国野生毛葡萄VqTLP15基因的克隆与抗病性功能研究[J].西北植物学报,2020,40(5):727-738.
作者姓名:王 雅  闫筱筱  张修铭  李 智  王西平
作者单位:(1 西北农林科技大学 园艺学院,陕西杨陵 712100;2 旱区作物逆境生物学国家重点实验室,陕西杨陵 712100;3 农业部西北地区园艺作物生物学与种质创新重点实验室,陕西杨陵 712100)
基金项目:国家自然科学基金(31272136);
摘    要:该研究以抗病品种中国野生毛葡萄‘商 24’和感病品种欧洲葡萄‘红地球’为材料,利用 RT PCR 方法克隆TLP15基因,分别命名为 VqTLP15 和 VvTLP15(GSVIVT01018769001),对其进行生物信息学分析、亚细胞定位、转化拟南芥,并接种不同病原菌观察分析转基因株系的抗性,采用qRT PCR 检测SA 和 JA/Eth信号途径以及调控气孔运动的相关基因表达。结果显示:(1)成功克隆获得 VqTLP15 基因的开放阅读框 (ORF);氨基酸序列比对显示,VqTLP15基因与葡萄基因组网站欧洲葡萄‘黑比诺’VvTLP15 和‘红地球’克隆的 VvTLP15基因的同源性分别为 98.99% 和 99.66%。 (2)亚细胞定位表明,VqTLP15 定位于细胞质。(3)成功获得 VqTLP15 转基因拟南芥株系(L1、 L2、 L3)。(4)接种观察发现:白粉菌处理 7 d后转基因株系对白粉菌的抗性较野生型(Col 0)提高,且其叶片的白粉菌孢子浓度显著低于Col 0;灰霉菌诱导的叶片坏死性损伤在转基因株系(L1、L2 和L3病斑面积>40%的比例分别为 71%、62%和67%)中显著大于 Col 0(43%);接种 PstDC3000后转基因株系叶片的病害表型没有 Col 0 明显,叶片孔径减小程度大于 Col 0,且细菌浓度低于 Col 0。(5)组织化学染色分析表明:白粉菌处理后转基因株系叶片胼胝质沉积、细胞死亡率和 O2-·水平都显著大于 Col 0;灰霉菌处理后转基因株系的细胞死亡率、H2O2和 O2-·水平均高于 Col 0; PstDC3000 处理后细胞死亡率和 O2-·积累水平都高于 Col 0。(6)qRT PCR 检测显示:接种白粉菌后,转基因株系中PR1 和 ICS1 的表达水平均升高,PR1 表达在接种72 h时达到峰值,而 ICS1 在 接种120 h时达到峰值,LOX3 的表达水平逐渐降低,并于接种120 h时降至最低水平,但仍高于 Col 0;接种灰霉菌后,转基因株系中 PR1、NPR1 和 PDF1.2 基因的表达均上调,并在接种 48 h时达到峰值,LOX3 基因的表达水平下降,但仍高于 Col 0;接种 PstDC3000 后,转基因株系中 PR1、PDF1.2 和 NHL10的表达均高于 Col 0,但WRKY53的表达低于Col 0, L1 中 COI1、FRK1、ATPPC2、FLS2、OST1 的表达水平高于 Col 0;接种flg22 或 LPS后, L1 中 COI1基因的表达低于 Col 0,但ATPPC2、FLS2、OST1基因的表达水平高于 Col 0。研究表明,过量表达 VqTLP15 基因降低了对白粉菌和 PstDC3000 的敏感性,增加了对灰霉菌的敏感性。 VqTLP15 基因可能通过介导水杨酸 (SA) 和茉莉酸/乙烯 (JA/Eth) 信号转导途径以及气孔免疫反应来参与植物的抗病防御反应,为葡萄抗病分子育种提供了一个可能的候选基因。

关 键 词:VqTLP15  白粉病  灰霉病菌  PstDC3000  气孔  中国野生毛葡萄

Cloning of VqTLP15 Gene from Chinese Wild Vitis quinquangularis and Research on Disease Resistance
WANG Y,YAN Xiaoxiao,ZHANG Xiuming,LI Zhi,WANG Xiping.Cloning of VqTLP15 Gene from Chinese Wild Vitis quinquangularis and Research on Disease Resistance[J].Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica,2020,40(5):727-738.
Authors:WANG Y  YAN Xiaoxiao  ZHANG Xiuming  LI Zhi  WANG Xiping
Abstract:
Keywords:VqTLP15  powdery mildew  Botrytis cinerea  PstDC3000  stomatal  Chinese wild Vitis quinquangularis
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