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菊花（Chrysanthemum morifolium）是菊科、菊属的多年生草本花卉,是我国的传统名花,具有较高的观赏与经济价值,但菊花在复杂多变的生长过程中,干旱、高温、冻害、高盐等逆境胁迫会影响其生长发育,甚至导致死亡。菊花白色锈病是菊花首要病害之一,尤其在温度较低、湿度较高的环境栽培,植株发病较重,严重影响其产量与品质。近年来,随着植物基因工程技术的发展,从分子层面上改变植物抗逆性的例子屡见不鲜,因此寻找菊花抗逆基因,通过植物遗传工程将特异基因导入植物,进行转基因育种,成为培育抗逆菊花新品种的一条有效途径。本研究以菊花白色锈病抗病品种‘黄莺’为试验材料,利用前期克隆获得的CmWRKY15-1基因序列,构建基因植物表达载体与干扰载体转化菊花,实现该基因的过表达与沉默,验证CmWRKY15-1基因在菊花抗白色锈病中的功能,为阐述其抗白色锈病的分子机理提供借鉴,从而提高菊花的观赏品质。主要研究结果如下:1.农杆菌介导法转化菊花品种‘黄莺’,用含有CmWRKY15-1基因表达载体pBI121-CmWRKY15-1重组质粒的农杆菌菌液侵染叶片,建立高效的遗传转化体系。‘黄莺’在MS+0.5 mg·L-16-BA+0.3 mg·L-1 NAA的培养基中平均芽数最高,出芽率达到93.3%。Cef霉素最佳抑菌浓度为200 mg·L-1,Kan抗性标记筛选适宜浓度为20 mg·L-1。最佳遗传转化体系为:预培养2 d,农杆菌菌液侵染浓度OD600=0.5-0.6,MS水稀释50倍,侵染7 min,共培养2 d,延迟培养2 d后进行筛选培养。2.转化共获得18株抗性植株。PCR结果显示,在18株抗性植株中,8株为PCR阳性,初步证实了CmWRKY15-1基因的转入,qRT-PCR结果显示CmWRKY15-1基因在已鉴定植株中高效表达,半定量结果与qRT-PCR检测结果一致,表明CmWRKY15-1在转基因植株中可正常反转录,并成功高表达。3.成功构建CmWRKY15-1基因的RNAi干扰载体,采用已筛选的最佳遗传转化体系转化菊花品种‘黄莺’,共获得20株抗性植株。其中,8株为PCR阳性,RT-PCR结果表明CmWRKY15-1基因的表达在已鉴定植株中可有效被抑制。4.在转基因菊花接种白色锈病表型鉴定,以及病情指数调查中,CmWRKY15-1沉默株系RNAi-4系的病情指数为53.67,其寄主反应表现为感病,而野生型植株接菌前后无变化,说明CmWRKY15-1基因的干扰降低了菊花对白色锈病的抗性。5.在接菌处理后,超表达植株OE-9系中的内源SA含量增加,通过对SA合成基因的表达特性进行研究,发现CmWRKY15-1基因的超表达促进了SA合成途径关键基因的表达,CmWRKY15-1基因的沉默降低了内源SA含量并抑制了SA合成途径关键基因的表达,说明CmWRKY15-1可能通过参与SA合成调控响应菊花白色锈病。通过对响应SA抗病信号的基因的表达特性的分析发现,在白色锈病病菌处理后,OE-9系中四种PRs基因的表达量与同样病菌处理WT相比出现升高表达,特别是PR2、PR5基因,而在RNAi-4系中PRs基因的表达量与WT相比出现降低。同时,CmWRKY15-1基因的沉默也使得PAL、CHI等抗病相关防御酶基因的表达下降。