芝麻(Sesamum indicum)是世界上重要的优质油料作物之一,且富含蛋白质和一些天然抗氧化类物质,芝麻产品具较高的应用价值。芝麻青枯病是影响我国南方芝麻产量及质量的重要病害。青枯病由青枯雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum)引起,属细菌病害。青枯病菌寄主广泛,可侵染50多个科200多种植物,特别是经济作物,如马铃薯、番茄、茄子、花生、辣椒、香蕉、姜等;青枯菌侵染途径多,可通过土壤、灌溉、植株、种薯等进行传播;植物青枯病广泛分布于热带、亚热带和温带地区,致病菌株在世界范围内传播扩散,已成为第二大植物细菌病原。并且青枯菌具有明显的生理分化或菌系多样性,不同地区或不同寄主植物来源的分离物在寄主范围、致病力强弱和细菌学特性上并不完全相同,这也给青枯病的防治带来很大的困难。国内外关于青枯病相关的研究大多集中在马铃薯、番茄等经济作物或拟南芥、烟草等模式植物中,对于芝麻青枯病的研究很少。本研究用40个随机引物对芝麻受青枯菌诱导前后的基因表达差异进行分析,发现了两个个诱导明显下调的基因,利用定量及半定量PCR对基因的表达做了进一步验证。克隆、测序结果表明其中一个基因是水通道蛋白同源基因,命名为SiAQP。Si AQP定位于细胞膜,预测是一个同源四聚体,据有5次跨膜结构域。水通道蛋白的主要功能是运输水分或其它一些小分子物质,也有研究表明水通道蛋白在植物应对非生物胁迫中发挥积极作用。我们推测SiAQP的下调可能会导致芝麻运输水分的能力降低,同时抵抗干旱胁迫的能力也会减弱,这可能是芝麻青枯病的发病原因之一;另一个基因编码富含脯氨酸的蛋白,命名为 SiPRP(Sesamumindicum Proline-rich Protein)。S iPRP蛋白分为三个结构域:信号肽结构域,N端富含脯氨酸结构域和C端结构域。与其他植物中发现的大多PRP蛋白定位于细胞壁不同,SiPRP主要定位于细胞膜,少量可以分泌到细胞外。分析发现SiPRP酪氨酸的含量很低,不到百分之一,不利于形成异二酪氨酸而使细胞交联增强抵御病原菌的能力,所以表达量才会降低。Blast分析表明该基因与其它植物中发现的PRP蛋白同源性最高为19%左右,推测为一个新型富含脯氨酸蛋白,该蛋白在芝麻和青枯菌的互作中可能发挥重要作用。