论文部分内容阅读
由禾谷镰刀菌引起的玉米茎腐病和黄曲霉引起的玉米粒腐病是玉米重要的病害,对玉米的产量和质量影响很大,目前对玉米茎腐病/粒腐病的抗性基因的克隆还很滞后,具体的机制研究的还不够清楚。而植物激素在植物的生长发育和响应外界刺激的过程中发挥非常重要的作用,其中,茉莉酸及其衍生物在调控植物生长发育和防御反应过程中的功能已经被广泛的研究,但茉莉酸途径在玉米茎腐病抗性中的功能研究还很少,机制更不清楚。为了了解茉莉酸途径在玉米茎腐病抗性中的功能,我们首先对玉米全基因组中的JAZ基因做了生物信息学和组织表达分析,发现玉米中一共有23个JAZ基因,分布在8条染色体上;多序列对比和基序分析发现玉米JAZ基因包含两个保守功能域,TIFY功能域和Jas功能域;进化树分析将23个JAZ基因分为10个组;表达分析发现JAZ基因在玉米的不同生育时期具有不同的表达模式。利用酵母双杂(Y2H)验证JAZ基因和COI1基因的互作发现,玉米中存在JAZ和COI1互作核心模块,且该互作依赖于Coronatine(COR);用ZmJAZ17作为“Bait”对用玉米接种禾谷镰刀菌茎构建的酵母cDNA文库进行筛选,获得一个与ZmJAZ17互作的基因WD40-r。另外,茉莉酸合成突变体材料opr8-2对禾谷镰孢菌(Fusariumgraminearum)表现出明显的抗性。另外,植物产生的乙烯(ET)同样在植物在植物的生长发育、响应环境胁迫以及对某些致病菌的抗性中起重要作用。最近研究发现外源ET可以调控黄曲霉次生代谢产物黄曲霉毒素的产生,然而玉米籽粒产生的内源ET在调控玉米对黄曲霉抗性的作用还不清楚。为了解内源ET在调控黄曲霉引起的粒腐病抗性中的功能,对ET合成酶ACS突变体接种黄曲霉,发现acs单突变体对黄曲霉更加感病,但不影响黄曲霉毒素的产生,且acs单突变体在接种黄曲霉后乙烯含量显著增加;基因表达研究结果表明,接种后ACS2和ACS7基因在acs6突变体内上调表达,尤其是ACS2被强烈诱导上调表达;acs2突变体接种黄曲霉后ACS6的表达显著上调。因此,acs单突变体接种黄曲霉后乙烯水平的升高是因为接种后功能性ACS基因上调表达导致的。