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木薯(Manihot esculent Crantz)是一种重要的热带粮食和能源作物在日常的生活和生产中。木薯的产量和品质经常遭受到各种病害胁迫的影响。因此,通过研究木薯中可能参与抗病抗逆的相关基因,有利于利用基因技术改良木薯的抗病抗逆方面的研究。bZIP(basic leucine zipper)转录因子,即碱性亮氨酸拉链转录因子,是植物中非常保守的转录因子家族之一,在植物的生长发育和胁迫应答中起着非常重要的作用。尽管77个MebZIPs转录因子已经在木薯中被分离鉴定出来了,但是关于MebZIPs转录因子的功能作用还是未知。本研究中,我们分析了 3个MebZIPs(MebZIP3、MebZIP5和MebZIP9)转录因子在病原菌侵染下的表达模式和功能。实时荧光定量分析基因表达水平,表明MebZIP3、MebZIP5和MebZIP9基因能被细菌鞭毛蛋白及其N端一个保守的22个氨基酸的多肽(22 amino acids flagellin peptide,flg22)、细菌性枯萎病菌(Xanthomonas axonopodis pv.Manihotis)、水杨酸(salicylic acid,SA)和过氧化氢(hydrogenperoxide,H2O2)处理诱导表达。亚细胞定位分析表明MebZIP3、MebZIP5和MebZIP9蛋白特性地定位在细胞核上。酵母体内的转录激活活性分析实验表明3个MebZIPs转录因子具有转录激活活性。在转基因烟草中过表达分析实验中,我们发现与对照相比,与免疫密切相关的胼胝体和H2O2的含量上升,表明MebZIP3和MebZIP5能够提高对细菌性枯萎病菌的抗病能力。此外,通过VIGS(Virus-induced gene siencing)技术在木薯中沉默MebZIP3和MebZIP5来分析其抗病性,结果发现木薯中PRs(Defense-related genes)基因表达水平下降,且胼胝体和H202的含量下降。赤霉素(Gibberellin,GA)是植物中最重要的植物激素之一,在植物的生长发育以及各种胁迫反应中起着重要作用。DELLA蛋白质是GA信号通路中的重要抑制因子。目前在模式植物已有大量关于GA和DELLA蛋白的研究报道的,但在重要粮食和能源作物木薯中关于GA和DELLA蛋白的功能作用还是未知的。本研究通过全基因组分析,如系统进化树、基因结构和保守结构域等分析,从木薯中鉴定出4个MeDELLAs(MeDELLA1、MeDELLA2、MeDELLA3 和 MeDELLA4)基因。实时荧光定量分析MeDELLAs基因的表达水平,表明4个MeDELLAs基因能被flg22和Xam诱导表达。亚细胞定位分析表明4个MeDELLAs蛋白定位在细胞核和膜上。在烟草中瞬时表达分析,我们发现了 4个MeDELLAs都能提高对木薯枯萎病的抗性。利用VIGS技术在木薯中分析MeDELLAs的抗病性,发现胼胝体的数目和相关抗病基因的表达水平下降,发现沉默MeDELLAs基因的木薯出现抗病能力下降。总而言之,本次实验表明了 MebZIP3和MebZIP5在调节对细菌性枯萎病抗病反应上起着积极作用;同时也是首次鉴定证明了 MeDELLAs能够正调节对细菌性枯萎病的抗性。为进一步利用基因技术改良木薯抗病害能力提供参考依据。