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甘蓝型油菜(Brassica napus)是我国主要的油料作物,而菌核病(Sclertinia sclerotiorum(Lib.)de Bary)是油菜的主要病害之一,也是限制油菜生产的重要因素,然而,人们对B.napus对S.sclerotiorum的抗病机制目前仍不甚了解,这大大限制了对该病的防治工作。在对各种寄主和病原菌相互作用的研究中已经显示,植物丝裂原活化蛋白激酶类基因(mitogen-activated protein kinase genes,MAPK),特别是MPK3,在植物防卫反应中起着重要的作用,目前,在模式植物拟南芥中,人们对AtMPK3的非生物抗逆及细菌病害的防卫中的作用展开研究,然而在其它植物或农业作物中,对于MPK3是否也参与寄主对S.sclerotiorum的防卫作用及其机制仍未见研究或报道。为了研究MPK3在油菜中抗菌核病的功能,本研究从B.napus中克隆了BnMPK3的全长cDNA。序列分析显示,BnMPK3编码一个含有十一个保守基序和一个高度保守的TEY磷酸化位点的蛋白,并且这个蛋白在其C-terminal extension含有CD锚定区域;诱导表达实验进一步显示,在油菜被菌核病侵染处理后,BnMPK3迅速出现显著性的上调表达,而在信号分子的化学物质甲基茉莉酸(MeJA)和乙烯前体(ACC)处理时,BnMPK3也发生显著的诱导表达,进而,烟草叶片瞬时表达实验显示BnMPK3蛋白定位于细胞核中。这些结果表明,BnMPK3是菌核病侵染的显著响应基因,并且可能与茉莉酸和乙烯介导的防卫信号途径相关。为了进一步研究BnMPK3的抗菌核病功能,本研究构建了用于过量表达BnMPK3基因的植物表达载体1300-35S-BnMPK3-NOS和用于抑制BnMPK3基因表达的载体PCXSN-BnMPK3-RNAi,并且使用In planta Agrobacterium-mediated transformation方法转化油菜。经抗生素筛选和PCR检测,共鉴定出18个独立的过量表达转化株系和11个抑制表达转化株系,用qRT-PCR表达分析实验分别鉴定得到6个BnMPK3表达量显著上升或下降的转化株系,分别选择其中3个株系进行后续的实验。抗病鉴定实验显示,BnMPK3过量表达油菜转化株系明显提高了对菌核病的抗性,而其抑制表达转化株系显著降低了对菌核病的抗性。使用qRT-PCR的表达分析显示,当BnMPK3过量表达时,茉莉酸防卫反应标志基因BnPDF1.2和乙烯防卫反应标志基因BnEIN3和BnACS等显著上调表达,而伤诱导途径标志基因BnJR1和BnVSP1发生下调,台盼蓝染色实验显示,S.sclerotiorum侵染时,BnMPK3的过表达植株中细胞损伤或细胞死亡明显减轻。这些结果表明,BnMPK3在油菜抗菌核病分子机制中起着重要作用。本研究的数据进一步建议BnMPK3的抗菌核病功能可能是通过多重机制来起作用的:即当S.sclerotiorum侵染油菜时,BnMPK3通过激活乙烯途径,抑制伤诱导途径和细胞死亡来抵御菌核病的侵染。本研究的数据有助于我们理解植物抗菌核病的分子机制,为我们研究如何防御S.sclerotiorum引起的病害提供线索。