





中国农业科学 ›› 2026, Vol. 59 ›› Issue (10): 2165-2180.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2026.10.008
杨菁华(
), 孙娥, 刘小欢, 张盼, 戴莹葆, 王文辉, 董涵, 左存武(
)
收稿日期:2026-01-14
接受日期:2026-03-13
出版日期:2026-05-16
发布日期:2026-05-20
通信作者:
联系方式:
杨菁华,E-mail:1594560599@qq.com。
基金资助:
YANG JingHua(
), SUN E, LIU XiaoHuan, ZHANG Pan, DAI YingBao, WANG WenHui, DONG Han, ZUO CunWu(
)
Received:2026-01-14
Accepted:2026-03-13
Published:2026-05-16
Online:2026-05-20
摘要:
【目的】钙/钙调蛋白调控受体样激酶(calcium/calmodulin-regulated receptor-like kinase,CRLK)在低温胁迫和淀粉合成中发挥重要作用,但该基因在植物免疫中的功能研究较少。研究PbeCRLK2在杜梨(Pyrus betulifolia)对梨腐烂病免疫应答过程中的具体功能,为梨树抗腐烂病育种提供理论依据与基因资源。【方法】通过生物信息学和亚细胞定位,明确PbeCRLK2的基本特征。结合果实瞬时表达和悬浮细胞稳定表达体系验证PbeCRLK2的抗病功能,进一步通过活性氧(ROS)检测及免疫相关通路基因表达分析,探究其调控的下游免疫通路。对经梨腐烂病菌(Valsa pyri)代谢物处理后不同时间段的PbeCRLK2过表达细胞进行转录组分析及qRT-PCR验证,进一步研究PbeCRLK2调控梨腐烂病抗性的作用机理。【结果】PbeCRLK2是定位于细胞膜、进化保守的胞质类受体激酶,其表达可被梨腐烂病菌代谢物显著诱导。瞬时和稳定表达PbeCRLK2能显著抑制梨腐烂病菌侵染,增强杜梨对腐烂病的抗性。其中瞬时表达72 h病斑直径减少11.59%,稳定表达后病斑直径平均减少44.06%。PbeCRLK2可通过激活WRKY22表达增强模式触发免疫(PTI)响应,诱导活性氧爆发并上调RBOHD、OXI1表达,同时上调水杨酸通路关键基因ChiV的表达,协同增强病原防御能力。对转录组中DC_vs_YC、DT1_vs_YT1、DT2_vs_YT2和DT3_vs_YT3 4个组别的差异基因进行GO和KEGG富集分析发现,差异基因主要在去磷酸化、几丁质分解、脂质代谢、次生代谢产物及萜类物质合成等通路富集。qRT-PCR结果显示,所选基因的表达变化趋势与转录组数据一致,证实转录组数据准确。【结论】PbeCRLK2可能参与几丁质信号传递,进而协同激活模式触发免疫响应、活性氧爆发及水杨酸信号通路增强杜梨对腐烂病抗性,且通过调控去磷酸化相关基因动态表达维持细胞免疫稳态。
杨菁华, 孙娥, 刘小欢, 张盼, 戴莹葆, 王文辉, 董涵, 左存武. 类受体激酶基因PbeCRLK2正调控梨腐烂病抗性[J]. 中国农业科学, 2026, 59(10): 2165-2180.
YANG JingHua, SUN E, LIU XiaoHuan, ZHANG Pan, DAI YingBao, WANG WenHui, DONG Han, ZUO CunWu. Receptor-Like Kinase Gene PbeCRLK2 Positively Regulates the Pyrus betulaefolia Resistance to Pear Valsa Canker[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2026, 59(10): 2165-2180.
表1
基因克隆、载体构建和qRT-PCR所用引物"
| 基因名称Gene name | 正向引物Forward primer (5′-3′) | 反向引物Reverse primer (5′-3′) |
|---|---|---|
| PbeCRLK2-pFGC5941 | GAGGCGCGCCATGGTTCATCAAACTGATCTTGTTA | GAGGCGCGCCATGGTTCATCAAACTGATCTTGTTA |
| PbeCRLK2-GFP | GAGAACACGGGGGACGAGCTCATGGTTCATCAAA CTGATCTTGTTA | CTTGCTCACCATGGTGTCGACTTCAGTTACTCTTTC GTTCACGCTC |
| PbeCRLK2-qPCR | GTTATCATTGGCGTCTCTGTTGGT | TTGTGCGTATAGGTAGAGTGGTAAGA |
| Actin | TTCAGATACTGTTGTGGAGCCTTAC | AGTAACTCCAGACATTGTTGCAGAG |
| LOX1 | GCTTATGTGGCTGTAAATGACTCTG | GAGGATGCAGAAGTTTGTAAATTGG |
| ChiV | CTACAGCATAAACTACCCCTTCCAG | CGTTCCTATACCGGATCCATTAGC |
| RBOHD | TACGTGGAGATCACTCTCGACATC | CCGCTTCAGCTCCTGAGAGAC |
| OXI1 | CAACTTGGAAAACTCCGAGAAGTC | TTGTCAGTATCCGATAAAACGTCTC |
| WRKY22 | CATATCCAAGGGGATATTACAGATG | GTGACTATAAAAATATTCGGGTCGG |
图1
PbeCRLK2基本生物信息及进化分析 A:PbeCRLK2的基因结构与结构域分析Gene structure and domain analysis of PbeCRLK2,跨膜区 Transmembrane region (TM);丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶催化结构域 Serine/threonine protein kinases catalytic domain (S-TKc);B:CRLK2的系统进化分析Phylogenetic analysis of CRLK2;C:CRLK2多序列比对分析Multiple sequence alignment analysis of CRLK2;D:PbeCRLK2亚细胞定位Subcellular localization of PbeCRLK2"
图2
PbeCRLK2过表达增强杜梨对梨腐烂病菌的抗性 A:‘黄冠梨’瞬时表达后接种梨腐烂病菌病斑表型。pFGC-5941为空载对照,PbeCRLK2-OE为过表达果实,标尺=1 cm Lesion phenotype of ‘Huangguan’ pear fruits after transient expression and inoculation with V. pyri. pFGC-5941 is empty vector control, PbeCRLK2-OE is overexpression fruit, bar=1 cm;B:PbeCRLK2在果实注射部位的表达量Expression level of PbeCRLK2 at the fruit injection site;C:果实接种后不同时间点病斑直径Lesion diameter on fruits at different times after inoculation;D:悬浮细胞病斑表型及MTT染色Lesion phenotype and MTT staining of suspension cells;E:过表达PbeCRLK2后的表达量Expression levels after PbeCRLK2 overexpression;F:悬浮细胞病斑直径统计Statistical analysis of lesion diameter in suspension cells *:P<0.05;**:P<0.01。下同The same as below"
表2
测序数据统计与质量检测"
| 样本 Sample | 原始数据 Raw data | 过滤后数据 Clean data | 过滤后数据比率 Clean data ratio (%) | Q20 (%) | Q30 (%) | GC (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| YC-1 | 41866810 | 41866810 | 100 | 98.13 | 96.73 | 46.75 |
| YC-2 | 43720318 | 43720318 | 100 | 98.36 | 96.97 | 46.65 |
| YC-3 | 37260460 | 37260460 | 100 | 98.11 | 96.70 | 46.84 |
| YT1-1 | 40110802 | 40110802 | 100 | 98.06 | 96.63 | 46.57 |
| YT1-2 | 36265408 | 36265408 | 100 | 98.17 | 96.81 | 46.52 |
| YT1-3 | 36308808 | 36308808 | 100 | 98.07 | 96.61 | 46.62 |
| YT2-1 | 45657690 | 45657690 | 100 | 98.47 | 97.08 | 46.31 |
| YT2-2 | 39679760 | 39679760 | 100 | 98.25 | 96.92 | 46.35 |
| YT2-3 | 38180810 | 38180810 | 100 | 98.16 | 96.78 | 46.15 |
| YT3-1 | 41359618 | 41359618 | 100 | 98.30 | 97.01 | 46.03 |
| YT3-2 | 42150220 | 42150216 | 100 | 98.40 | 96.97 | 46.09 |
| YT3-3 | 41439948 | 41439948 | 100 | 98.37 | 97.12 | 46.11 |
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