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葡萄是世界上最重要的多年生园艺作物之一。目前,全球90%以上的栽培品种都是欧洲葡萄(Vitis vinifera ssp.vinifera/sativa)。然而,大多数欧洲葡萄栽培品种面临的主要问题之一是由细菌、真菌、卵菌或病毒等病原菌引起的病害,导致产量和品质的下降,尤其是由葡萄白粉菌Erysiphe necator Schw.[syn.Uncinula necator(Schw.)Burr.]引起的白粉病已成为世界范围内的葡萄病害,严重影响到全球葡萄及葡萄酒产业的可持续发展。转录因子是一种具有特殊结构、行使调控基因表达功能的蛋白质分子,也称为反式作用因子,如WRKY、MYB、NF-Y等转录因子在植物生长发育和逆境胁迫中发挥重要作用。本研究根据课题组前期鉴定到响应葡萄E.necator诱导表达的中国野生毛葡萄商-24 VqWRKY46转录因子,分析了该基因的抗白粉病功能,并探究其抗病分子机制。主要结果如下:1.中国野生毛葡萄VqWRKY46具有抗葡萄白粉病功能。VqWRKY46在成熟叶中表达量最高,而且在不同程度上受葡萄白粉菌以及外源激素脱落酸(ABA)、乙烯(Eth)、茉莉酸甲酯(Me JA)和水杨酸(SA)诱导表达。VqWRKY46定位于细胞核,其转录自激活结构域可能位于C端的第244至251个氨基酸。在欧洲葡萄‘无核白’中过表达VqWRKY46增强转基因葡萄叶片对白粉菌的抗性,而干扰表达导致转基因葡萄叶片对白粉菌更加敏感。转VqWRKY46‘无核白’葡萄叶片增强白粉菌诱导的胼胝质和过氧化氢(H2O2)积累以及发生超敏反应(HR),限制白粉菌的生长,说明其可能通过PTI(PAMP-triggered immunity)和ETI(effector-triggered immunity)途径共同来增强对白粉菌的抗性。2.中国野生毛葡萄VqLIMYB正调控VqWRKY46的表达。通过酵母单杂交(Y1H)筛选到VqWRKY46上游调控基因VqLIMYB。经凝胶阻滞迁移率检测(EMSA)发现VqLIMYB能直接结合VqWRKY46启动子上游-873 bp处的CAGTTA顺式作用元件,但VqLIMYB与VqWRKY46蛋白并不能互作。双荧光素酶报告试验(DLR)和GUS(β-glucuronidase)活性显示定位于细胞核且具有转录自激活活性的VqLIMYB能促进VqWRKY46的表达。在拟南芥在中异源过表达VqLIMYB提高对拟南芥白粉菌的抗性。3.中国野生毛葡萄VqWRKY46与VqNF-YC9互作的同时还能直接靶向VqNF-YC9启动子,并促进VqNF-YC9的表达,且二者互作之后VqNF-YC9能提高VqWRKY46的转录活性。通过酵母双杂交(Y2H)筛选到VqWRKY46的互作蛋白VqNF-YC9,并利用双分子荧光互补(Bi FC)、分裂荧光素酶互补(Split-Luc)、能量共振转移(FRET-AB)和Pull-down试验进一步验证其体内体外互作关系,而且VqWRKY46与VqNF-YC9还能分别与自身形成同源二聚体。VqNF-YC9定位于细胞核和细胞质,其转录自激活结构域可能位于N端的第1至55个氨基酸。VqNF-YC9不能结合VqWRKY46启动子上CCAAT元件,但VqWRKY46能直接结合VqNF-YC9启动子上的3种类型的W-box(Wbox1:TTGACC;Wbox2:TTGACT;Wbox3:TTGACA)元件。同时发现VqWRKY46正调控VqNF-YC9的表达,且VqNF-YC9与VqWRKY46互作后进一步增强了这种调控能力。在拟南芥中异源过表达VqNF-YC9提高对拟南芥白粉菌的抗性。4.中国野生毛葡萄VqWRKY46正调控R蛋白(resistance protein)VqDSC1的表达。通过DAP-Seq在全基因组范围内鉴定到VqWRKY46可能结合的416个靶基因,经Y1H和EMSA验证发现VqWRKY46能通过Wbox1元件直接靶向TIR-NB-ARC-LRR类R基因VqDSC1,并正调控其表达。VqNF-YC9不能结合VqDSC1启动子,即使VqDSC1启动子上含有四个CCAAT元件。但其与VqWRKY46互作提高了VqWRKY46对VqDSC1的调控能力。因此形成一个VqWRKY46与VqNF-YC9互作并靶向的循环通路,持续放大对VqDSC1的调控。5.中国野生毛葡萄VqWRKY2正调控VqDSC1的表达,而且与VqWRKY46和VqNF-YC9分别互作。课题组前期发现葡萄WRKY2可能参与对拟南芥白粉菌的抗性,本研究表明VqWRKY2可以通过Wbox1元件直接靶向VqDSC1启动子,并正调控VqDSC1的表达。同时VqWRKY2与VqWRKY46和VqNF-YC9蛋白能分别互作,但VqWRKY2不能自身形成同源二聚体。此外,VqWRKY2和VqNF-YC9与VqLIMYB蛋白均不互作。综上所述,提出一个关于中国野生毛葡萄VqWRKY46介导葡萄白粉菌抗性的作用模型:当葡萄白粉菌入侵时,一方面VqWRKY46可能参与PTI途径中诱导胼胝质沉积,另一方面通过VqLIMYB-VqWRKY46/VqWRKY2/VqNF-YC9-VqDSC1的通路来调控R蛋白的表达,激活ETI免疫反应,共同抵御对葡萄白粉菌的侵染。