青枯菌诱导的马铃薯转录因子类StWRKY8基因的克隆及表达分析

来源 :山西师范大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:dffg21f
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马铃薯一直以来都是全球性的重要农作物,对于人类具有重要的经济、食用价值,而其产量、质量受青枯病害的严重制约。针对青枯病害,至今尚无化学药剂能有效防控,故可以从植物抗病方面来做研究,以期发现更多的防卫相关基因并了解其功能发挥及机制特点,为预防植物病害提供些许理论依据。本文分别采用伤根灌菌法、5’-RACE(5’末端快速扩增)法对实验材料进行接种和基因序列的克隆。从接种了青枯菌(Ralstonia solanacearum)的马铃薯中薯3号(Solanum tuberosum)中获得了类StWRKY8基因的cDNA序列,该序列长度为563 bp,其中包含一个长度为258bp的完整开放阅读框,可编码85个氨基酸。类StWRKY8基因序列内部具有一个典型的WRKYGQK保守结构域。C2H2为其锌指结构类型,因此隶属于WRKY家族中的第二类。经由邻接法系统进化树的构建,分析其氨基酸序列发现与茄科内的(Solanaceae)其他成员具有较高程度的同源性,甚至与马铃薯转录因子StWRKY8相似性高达98%,故命名为类StWRKY8。而类StWRKY8相关理化性质、等电点等则通过运用相应的生物信息学软件来预测:等电点大约为9.10,半衰期大于5.6 h,属于亲水性蛋白,且亲水性较高。三维结构为非球型,含有3个磷酸化位点,其中两个为Ser磷酸化位点,其中一个为Tyr磷酸化位点。亚细胞定位发现其属于胞内蛋白。经青枯菌诱导后,两种不同材料中类StWRKY8基因的定量分析运用RT-PCR和qRT-PCR来进行,结果显示:类StWRKY8受青枯菌诱导后表达量上调,并且在感、抗病两基因型马铃薯中表达有较明显的差异。类StWRKY8基因在抗病基因型马铃薯接种青枯菌6 h内就能高强度的表达,发挥其抗性,而在感病基因型马铃薯接种青枯菌6 h之内的表达较为缓慢,强度也较低,不能在侵染之初很好地抗病。利用地高辛原位杂交手段对目的基因的表达进行组织定位后显示:类StWRKY8基因的表达主要集中在茎叶组织中,即有维管束、韧皮部的维管束系统中,这说明其表达具有明显的组织特异性。经过分析,总结:类StWRKY8基因具有植物转录因子的典型结构特征,能起到一定的抗病防卫作用,受青枯菌等病原菌的诱导而表达,与此同时,也受寄主植物固有的抗性影响,因此在感、抗病基因型中表达模式区别很大。这也支持所推测的观点,即转录因子类StWRKY8基因作为防卫基因,在植物防御抗病等反应中发挥一定作用并参与机体调控。
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