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系统获得抗性(Systemic Acquired Resistance,SAR)是一种可诱导的植物抗病模式,对于病原菌的二次侵染具有广谱抗性特征。NPR1蛋白是SAR反应中的重要转录调控因子。在模式植物拟南芥和水稻中,WRKY转录因子在SAR过程中起关键作用,通过复杂的调控网络参与调节多种反应,包括植物应对生物和非生物胁迫及各种生理变化。麦类作物中也存在类似于模式植物SAR的诱导抗病模式,包括获得抗性(Acquired Resistance,AR)、系统免疫(Systemic immunity,SI)和 BTH 诱导抗性(BTH-induced resistance,BIR)。但目前对麦类作物SAR过程中关键WRKY转录因子及其作用机制仍鲜有报道。本研究的主要内容及结果如下:为研究麦类作物中SAR的转录调控网络及NPR1的功能,本课题组前期利用丁香假单胞菌Pseudomonas syringae pv.tomato DC3000 注射和BTH喷施分别处理大麦转基因材料wNPR1-OE和HvNP-R1Kd,以野生型材料为对照,进行了转录组文库构建。生物信息学分析发现,大麦转录因子Hv WRKY6和HvWRKY70基因在由NPR1介导的AR反应和BTH诱导抗性中均显著上调表达,且与NPR1转基因的表达水平呈正相关,推测为麦类作物系统获得抗性关键转录调控因子基因。利用农杆菌介导的基因瞬时表达技术,分别将绿色荧光GFP标签融合至HvWRKY6和HvWRKY70蛋白的两端,在烟草叶片中表达融合蛋白,初步明确了HvWRKY6和HvWRKY70在植物细胞中的定位情况,发现上述蛋白均具有明显的细胞核定位,符合转录因子特征。为了进一步研究Hv WRKY6和HWv RKY70的基因功能,本研究制备了过表达HvWRKY6和HvWRKY70的小麦转基因材料。利用丁香假单胞菌DC3000诱导小麦转基因植株产生AR反应,以稻瘟菌(Magnaporthe orvzae,Mo)菌株P131为二次侵染病原菌接种至DC3000注射相邻区。结果表明,小麦转基因材料HvWRKY6-OE对稻瘟菌菌株P131表现出更高抗性水平,而HvWRKY70-OE转基因植株无明显抗性水平变化。进一步利用qRT-PCR技术,发现小麦转基因材料HvWRKY6-OE中TaPR1a、TaPR2和TaPR4b基因受DC3000诱导水平显著提高,而HvWRKY70-OE中部分PR和BCI基因受BTH诱导水平显著提高,推测HvWRKY6基因参与NPR1基因介导的AR反应,而HvWRKY70基因参与BTH诱导抗病过程。进一步对小麦转基因材料接种小麦条锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici,Pst)高毒力生理小种CYR32,发现HvWRKY6-OE和HvWRKY70-OE转基因植株的抗性水平显著提高。本研究初步明确了麦类作物SAR过程中关键转录调控因子HvWRKY6和HvWRKY70的功能。麦类作物SAR关键基因的深入挖掘与作用机制研究,将为提高小麦广谱抗病水平提供新思路,制备的转基因材料有望作为创新性种质资源用于小麦抗病遗传改良。