【摘 要】
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葡萄(Vitis vinifera)在世界范围内广泛种植,被用于鲜食、酿酒和其他加工产品。葡萄白粉菌Erysiphe necator(synonym Uncinula necator[Schw.]Burr.)是一种专性寄生的生物营养型真菌,在世界各葡萄产区中极为常见。现广泛栽培的欧洲葡萄品种对该真菌的抗性极低,葡萄白粉菌侵害葡萄所有绿色组织,以幼嫩器官最为敏感,严重影响了葡萄的产量和品质。原产于我
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目(编号:31872071);
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葡萄(Vitis vinifera)在世界范围内广泛种植,被用于鲜食、酿酒和其他加工产品。葡萄白粉菌Erysiphe necator(synonym Uncinula necator[Schw.]Burr.)是一种专性寄生的生物营养型真菌,在世界各葡萄产区中极为常见。现广泛栽培的欧洲葡萄品种对该真菌的抗性极低,葡萄白粉菌侵害葡萄所有绿色组织,以幼嫩器官最为敏感,严重影响了葡萄的产量和品质。原产于我国的野生毛葡萄‘商-24’对白粉病的抗性极强,是十分重要的抗白粉病资源,研究和利用其关键抗病基因,探究其抗病分子机制,对增强葡萄抗病性尤为重要。课题组前期将毛葡萄VqWRKY56基因转化‘无核白’葡萄后进行表型观察和抗病性检测,发现VqWRKY56基因具有良好的抗白粉病功能。本研究在此基础上,以VqWRKY56为诱饵蛋白,利用酵母双杂交系统筛选了其互作蛋白VqbZIPC22,并将VqbZIPC22瞬时转化葡萄叶片进行了功能研究,获得的主要结果如下:1、中国野生毛葡萄VqWRKY56的功能验证。生物信息学分析表明VqWRKY56定位于葡萄第19号染色体上。葡萄VqWRKY56与白梨(Gen Bank accession no.NW_008988394)和苹果(Gen Bank accession no.XP_028955967)的亲缘关系较近。烟草表皮亚细胞定位发现,VqWRKY56定位于细胞核中。通过农杆菌介导的真空渗透法,利用VqWRKY56过表达载体及干扰载体分别瞬转‘无核白’葡萄叶片和‘商-24’葡萄叶片。接种白粉菌144 h后,通过表型观察与台盼蓝染色发现,与对照相比,瞬时过表达VqWRKY56基因的‘无核白’叶片对白粉菌表现出更强的抗性,瞬时沉默VqWRKY56基因的‘商-24’葡萄叶片对白粉菌表现出更高的敏感性。2、中国野生毛葡萄VqWRKY56互作蛋白的筛选。利用酵母双杂交系统,从白粉菌诱导的酵母c DNA文库中筛选到VqWRKY56的互作蛋白VqbZIPC22。通过酵母双杂交回复验证、Split-Luc、双分子荧光互补及免疫共沉淀技术进一步验证了VqWRKY56与VqbZIPC22之间的互作关系。生物信息学分析表明VqbZIPC22基因开放阅读框为438 bp,编码145个氨基酸,与葡萄基因组数据库中欧洲葡萄Vvb ZIPC22的CDS序列相似性为98.63%,氨基酸序列相似性为100%。VqbZIPC22定位于葡萄第7号染色体上,只含有一个外显子。系统发育树分析发现,葡萄VqbZIPC22与拟南芥Atb ZIP53(Gen Bank accession no.NP_191801.1)的同源性较高,相似度为51.37%,其次为大豆Gmb ZIP53A(Gen Bank accession no.NP_001235046.1),相似度为49.33%。3、中国野生毛葡萄VqbZIPC22调控葡萄抗白粉病功能研究。通过农杆菌介导的真空渗透法,利用VqbZIPC22过表达载体及干扰载体分别瞬转‘无核白’葡萄叶片和‘商-24’葡萄叶片。接种白粉菌144 h后,通过表型观察与台盼蓝染色发现,瞬时过表达VqbZIPC22基因的‘无核白’叶片的发病程度显著轻于空载体对照,对白粉菌表现出更强的抗性。瞬时沉默VqbZIPC22基因的‘商-24’叶片能促进葡萄白粉菌的生长,较野生型表现出更高的敏感性。接种白粉菌后,与对照组相比,瞬时过表达VqbZIPC22叶片中SA途径相关防御基因的表达被显著上调,干扰VqbZIPC22叶片中SA途径相关防御基因的表达被显著下调。这暗示着VqbZIPC22可能通过介导SA信号途径相关防御基因的表达参与植株对白粉病的抗性。
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