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杨树具有无性繁殖容易、生长速度快和生长周期短的特性,是重要的纤维用材,在全世界被广泛种植。然而许多生物及非生物因子对杨树的生长造成了严重的影响,减少了木材产量。而木霉作为优良的生防真菌,具有大量的防卫响应及抗病基因,如热激蛋白基因,其在木霉的生物防治机制中起到了十分重要的作用。本实验以棘孢木霉ACCC30536转录组测序数据为基础,克隆到了热激蛋白基因Hsp24的DNA序列,由于此基因无内含子,cDNA与DNA序列一致,GenBank接受号为KP337939,全长为657bp,编码218个氨基酸。生物信息学分析表明,热激蛋白Hsp24的分子量为24.3kDa,等电点是5.50,属于Hsp20家族。通过实时荧光定量方法,研究了棘孢木霉ACCC30536热激蛋白基因Hsp24在10种条件下的表达特性,结果显示,在碱、盐、干旱、高温和杨树叶枯病及烂皮病发酵液胁迫下,热激蛋白基因的表达量均上调,尤其在高温和杨树烂皮病胁迫下上调最高,分别为51.6和31.1倍。为了构建具备良好抗病性的山新杨转化子,通过农杆菌介导的方法将Hsp24基因整合到山新杨基因组上,并成功得到重组株系Pdpap-Hsp24s。RT-qPCR检测发现对照山新杨Pdpap-Con中无Hsp24基因表达,而山新杨转化子Pdpap-Hsp24s中Hsp24基因大量表达,证实Hsp24已经在转化子中成功的转录。转基因杨树病程相关蛋白基因PR表达检测发现转化子pROK2-Hsp24s中的大部分PR基因上调表达,尤其是转化子Pdpap-Hsp24-3中的PR-8被上调了215.93倍。在杨树烂皮病的胁迫下,杨树抗病信号传递相关基因的RT-qPCR发现Pdpap-Hsp24-3中的NPR1基因被上调了4.76倍,Pdpap-Hsp24-1中的JAR1和MYC2分别被上调了2.35和4.08倍。进而,NBT及EtBr叶片染色发现转化子Pdpap-Hsp24s与对照Pdpap-Con相比叶片的颜色更浅,表明转化子Pdpap-Hsp24s具有更强的抗杨树烂皮病的能力。POD及SOD酶活性检测发现Pdpap-Hsp24s与Pdpap-Con相比,POD及SOD酶活性更高,最高时分别达到37.7U和51.17U；用叶枯病侵染叶片后,发现Pdpap-Hsp24s和Pdpap-Con的叶片发病率分别为53%和81%,表明山新杨转化子Pdpap-Hsp24s具有更强的抗杨树叶枯病的能力。综上所述,棘孢木霉ACCC30536热激蛋白Hsp24基因在山新杨中的表达提高了转化子Pdpap-Hsp24s的抗病能力。本研究使人们更加深刻的了解了真菌热激蛋白能够在木本植物中成功表达,同时也提供了一种提高山新杨抗真菌病原菌能力的有效方法。