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马铃薯(Solanum tuberosum)在许多国家都是一种重要的主粮和经济作物。马铃薯也是病原体青枯菌(茄科雷尔氏菌Ralstonia solanacearum)的寄主,除此以外,冷、热、旱、盐等非生物胁迫因子对马铃薯生长栽培等有显著影响。研究马铃薯抗病的分子机制,是保持和提高马铃薯产量的重点。在高等植物中,Scarecrow-like蛋白(SCL)是一个属于GRAS家族的转录因子。SCL可以调节根系生长和细胞周期,也可以抵抗环境胁迫。SCL作为转录因子可以编码参与植物的信息传递和信号转导。植物特异的SCL转录因子调节植物发育过程,参与抗胁迫反应。然而到目前为止,马铃薯中的SCL基因研究较少。本研究从马铃薯抗病基因型ED13中获得了Scarecrow-like 21(SCL21)基因的全长cDNA序列,命名为StSl-1。利用qRT-PCR技术分析了该基因受青枯菌诱导和受三种植物激素水杨酸(SA)、茉莉酸甲酯(MeJA)和脱落酸(ABA)激发的基因表达谱,并利用原位杂交技术分析了该基因表达的组织和细胞学定位。主要结果如下:序列分析表明该基因序列长2,139bp。系统进化分析发现StSl-1基因编码的氨基酸序列与马铃薯和其他茄科植物中的同源的Scarecrow-like 21蛋白高度相似。通过qRT-PCR对该相应青枯菌诱导的基因表达分析表明,StSl-1基因由青枯菌诱导后出现迅速且连续地上调表达,而且在接种青枯菌12至36小时的表达水平显着增加,在接种36小内参基因与对照组均一化后,StSl-1基因的表达量达1.6倍。用植物激素处理马铃薯幼苗,结果显示这些外源激素对StSl-1有不同程度的上调作用,发现StSl-1参与SA、MeJA和ABA信号途径。这三种植物激素对该基因的诱导表达模式存在差异,内参基因与对照组均一化后,StSl-1基因的相对表达量达约2倍、6倍、7倍,即ABA可以较强刺激StSl-1基因的表达。ABA和MeJA诱导的StSl-1转录本在表达高峰后都有不同程度地下降,SA一直处于较低水平的表达。用荧光原位杂交技术检测该基因在组织水平的表达,结果表明StSl-1基因主要在叶的维管束以及茎的韧皮部组织表达。利用烟草进行基因的瞬时表达进行亚细胞定位发现StSl-1基因编码的蛋白主要定位在细胞核。这些研究结果为进一步研究马铃薯中SCL21的功能奠定了基础。以上研究结果显示马铃薯的StSl-1基因可能参与了马铃薯与青枯菌早期互作过程,有可能通过ABA介导的信号通路参与马铃薯对青枯病的抗性表现,其详细的分子机制有待于进一步深入研究。预期这方面的研究将有助于加深对马铃薯青枯病的抗病机理的了解。