论文部分内容阅读
在棉花的整个生长发育阶段,黄萎病作为主要病害之一,对其产量与纤维品质造成严重影响。本研究利用iTRAQ(isobaric tags for relative and absolute quantitation,同位素绝对和相对定量)技术检测陆地棉栽培品种农大601(ND601)受黄萎病菌胁迫后的蛋白组变化,为解析陆地棉抗黄萎病分子机制奠定了基础。另外,克隆了一个陆地棉CRVW(cotton resistance to Verticillium wilt)基因,通过VIGS(virus-induced gene silencing,病毒诱导的基因沉默)技术验证了该基因的抗黄萎病功能,并初步证明其通过SA(salicylic acid,水杨酸)信号通路参与抗病的机制。主要结果如下:1、利用iTRAQ技术在陆地棉叶片组织中鉴定到5654个蛋白,其中298个蛋白差异表达,包括140个上调表达蛋白和158个下调表达蛋白。2、利用qRT-PCR技术对APX(ascorbate peroxidase)、RNP1(RNA-binding family protein1)、IMPL1(inositol monophosphatase like 1)、BAHCC1(BAH and coiled-coil domain-containing protein 1)、RABB1C(RAB GTPase homolog B1C)和EXOS3(exosome complex component 3)等6个差异表达蛋白(differentially expressed proteins,DEPs)进行了转录水平的检测,其中EXOS3的转录水平与蛋白表达存在差异,可能是由于该蛋白存在翻译调控及翻译后修饰。3、全部DEPs可分为12个功能大类:信号转导、转录、脂质代谢、细胞壁和苯丙氨酸代谢、蛋白质代谢、能量与碳水化合物代谢、核酸代谢、ROS(reactive oxygen species,活性氧)相关蛋白、激素调控、光合作用、细胞转运,以及其他功能,并探讨了部分功能通路参与棉花与黄萎病菌互作的可能机制。4、克隆了一个CRVW基因,其主要存在于植物细胞膜和细胞质;CRVW在棉花的根茎叶组织中都有表达,表明CRVW具有组织表达特异性。5、SA喷洒处理后,CRVW显著上调表达。黄萎病菌胁迫后,CRVW在抗病品种ND601和感病品种中棉所8号(CCRI8)的表达均显著上调。表明CRVW受SA和黄萎病菌的诱导表达。6、黄萎病菌处理20 d后,CRVW沉默组病指显著高于对照组,表明CRVW沉默显著降低了棉苗对黄萎病菌的抗性。7、沉默CRVW后,棉苗中SA含量显著降低;ICS1(isochorismate synthase 1)、EDS1(enhanced disease susceptibility 1)、PAD4(phytoalexin deficient 4)、NPR1(nonexpresser of PR gene 1)和PR1(pathogenesis-related protein 1)等与SA积累和信号调控相关的标志基因均发生显著下调表达,表明其可能通过SA信号通道参与棉花抗黄萎病的过程。综上所述可知,在陆地棉叶片中共鉴定到差异表达蛋白298个,主要参与蛋白质代谢、能量与碳水化合物代谢、核酸代谢等代谢过程。CRVW定位于细胞质和细胞膜,受黄萎病菌和SA诱导表达。CRVW沉默植株接菌后SA标志基因表达水平及SA含量均发生显著下调,表明其可能通过SA信号通路参与棉花抗黄萎病。