中国农业科学 ›› 2025, Vol. 58 ›› Issue (3): 548-563.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2025.03.011
张林琳1,2(), 宫瑞1,2, 崔彦玲2, 钟雄辉2, 李烨3, 李然红1(
), 潜宗伟2(
)
收稿日期:
2024-06-20
接受日期:
2024-09-11
出版日期:
2025-02-01
发布日期:
2025-02-11
通信作者:
联系方式:
张林琳,E-mail:1614238564@qq.com。
基金资助:
ZHANG LinLin1,2(), GONG Rui1,2, CUI YanLing2, ZHONG XiongHui2, LI Ye3, LI RanHong1(
), QIAN ZongWei2(
)
Received:
2024-06-20
Accepted:
2024-09-11
Published:
2025-02-01
Online:
2025-02-11
摘要:
【目的】转录因子WRKY在植物抗病、抗逆过程中具有重要的调控作用。番茄SlWRKY30是抗青枯病的关键基因,茄子SmWRKY30与番茄SlWRKY30为同源基因。通过青枯菌诱导及基因沉默体系建立,探究茄子SmWRKY30对茄子青枯病的调控作用,为茄子抗青枯病资源的创制和品种选育奠定基础。【方法】以茄子抗病材料YS40和感病材料ZP80为试验材料,克隆SmWRKY30,分析基因、氨基酸和启动子序列差异。青枯菌诱导后,分析2种材料不同组织中SmWRKY30的表达量变化差异。比较茄子与番茄接菌后STH2的表达量变化,分析茄子SmWRKY30与番茄SlWRKY30作用机制的异同。构建基因沉默体系,比较清水组、空载组与试验组植株的病情指数(disease index,DSI)、表型和基因表达量的变化。【结果】SmWRKY30开放阅读框为891 bp,具有WRKY基因家族保守结构域。构建系统进化树发现,SmWRKY30与蒜芥茄和茄子SmWRKY65亲缘关系近。抗病材料YS40和感病材料ZP80的cDNA序列存在6个SNP和1个Indel的差异,氨基酸翻译差异大,启动子区域差异明显,YS40比ZP80少一个GT1-motif启动子元件。接种青枯菌后,分别对抗感病材料根、茎、叶组织的SmWRKY30表达量进行分析,结果显示,接种青枯菌14 d,在根中,YS40中SmWRKY30的表达量显著高于ZP80,而在茎中,SmWRKY30的表达量无明显差异。接种青枯菌5和14 d,在叶片中,YS40中SmWRKY30的表达量显著高于ZP80,表明SmWRKY30的高表达可能与茄子抗青枯病有关。通过对抗病材料YS40进行SmWRKY30沉默,qRT-PCR结果表明,pTRV2::SmWRKY30沉默植株中SmWRKY30的表达量显著低于清水和pTRV2::00空载处理植株,说明抗病材料YS40中SmWRKY30被成功沉默。表型观察发现,接种青枯菌后,pTRV2::SmWRKY30沉默植株叶片明显发黄萎蔫,14 d后DSI为2.07,表现易感青枯病。通过对茄子与番茄同源的4个STH2基因进行定量分析,发现STH2基因表达量均呈先上升后下降的变化趋势。接菌1 d后,抗病材料中仅有STH2-3表达量显著高于感病材料。接菌5 d后,抗病材料中STH2-3和STH2-4的表达量显著低于感病材料。接菌7和14 d后,抗、感病材料中4个STH2基因的表达量均无明显差异。且抗病材料中4个STH2基因的表达情况与SmWRKY30的表达趋势均明显不同。【结论】SmWRKY30可能参与且正向调控茄子抗青枯病相关反应过程,但可能不是通过与STH2基因作用使茄子对青枯病产生抗性。
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表1
引物序列"
引物名称Primer name | 序列Sequence (5′-3′) |
---|---|
SmWRKY30-F | ATGGAGAAAGTTAAAGCTTGGGATAAAG |
SmWRKY30-R | CTACTCGAAATATTCAGAAATGTCAATCATCAAG |
pTRV2-WRKY30-F | GTGAGTAAGGTTACCGAATTCCCTCACAACCATCCATATTCATTT |
pTRV2-WRKY30-R | CGTGAGCTCGGTACCGGATCCAATCCGAATGTGCATAGAATGGC |
SmActionF | TTCCTTGTATGCTAGTGGTCGTACAA |
SmActionR | CTCAGCACCAATGGTAATAACTTGTC |
SmWRKY30DLF | GTCTTCTTGTCCATCTATTGTTGACTTG |
SmWRKY30DLR | CCCTGTGAGTGCATCTATAATAAGCC |
STH2-1F | GAAGATGAATTTTGTTGAAGGTGGTCC |
STH2-1R | CACCTTTTGTGTGGTACTCAGTTTTTGTC |
STH2-2F | GACCCTAAAAGGCTATTCAAAGCTTTGG |
STH2-2R | GTTTCTAGGTTCTTGTCATCAATCACATGAATC |
STH2-3F | ATGGGTGTCTTTTCCTATACACATGATGTC |
STH2-3R | CATGGATCTTGTGCTTCAAGTACTTGATTG |
STH2-4F | ATGGGTGTCACTTCCTACACACATG |
STH2-4R | CATCAACAACATGGATCTTGTGCTTCAAG |
WRKY30 Q-F | GAAGAATGAAGGATAAACAAATTTGTACCCAC |
WRKY30 Q-R | CCAGAGGATCAAACTGGTTTTTTAGCC |
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