论文部分内容阅读
马铃薯(Solarium tuberosum L.)作为世界上第四大粮食作物,增产空间大,将在国家粮食安全方面发挥重要作用。马铃薯在生产过程中受很多病害的影响,其中由致病疫霉菌(Phytophthora infestans(Mont.)de Bary.)引起的晚疫病影响最大,发病严重时甚至造成绝收。马铃薯对晚疫病的抗性无论是通过PTI还是ETI过程,都伴随着活性氧的爆发。前人通过VIGS在本氏烟草中沉默StBL-SLG/PK的同源基因,烟草对晚疫病菌88069的抗性发生改变,但对基因具体功能没有作深入研究。本研究旨在通过抗性相关基因StBL-SLG/PK的克隆和功能分析,探索抗性机制,主要结果如下：1.通过已有的mRNA的信息,对比PGSC中马铃薯测序信息,扩增StBL-SLG/PK的全长。基因全长2373bp,可能编码一个由790个氨基酸组成的丝／苏氨酸激酶。从E3的RNA和PCC1群体母本DNA扩增的结果显示,该基因并不具有内含子。2.分析了StBL-SLG/PK基因在E3不同器官的表达量,发现该基因在成熟在组织中的表达量明显高于幼嫩组织。利用信号分子处理马铃薯植株叶片,JA诱导StBL-SLG/PK从12h一直到48h持续快速表达,ETH诱导该基因从24h到48h持续升高表达,而受其它信号分子诱导并不强烈,说明StBL-SLG/PK可能处于JA和ETH信号途径。干旱和盐胁迫处理中,StBL-SLG/PK的表达量一直持续升高。3.洋葱表皮亚细胞定位发现StBL-SLG/PK表达蛋白定位在细胞核的核膜上。构建StBL-SLG/PK表达蛋白膜内部分和膜外部分的原核表达载体,并且纯化到目的蛋白。通过γ32-ATP放射性自显影发现StBL-SLG/PK表达的蛋白具有自激酶活性。4.构建StBL-SLG/PK干涉和超量表达载体,转化鄂马铃薯3(E3)号分别得到干涉和超量株系5个和20个。所有株系接种晚疫病病原菌发现：与对照E3相比超量株系抗病增强而干涉株系则更敏感。这个现象说明StBL-SLG/PK基因是马铃薯抗病反应中的正调控因子。5.通过VIGS (virus induced gene silencing)沉默StBL-SLG/PK在本氏烟草中的同源基因,发现沉默株系对晚疫病的抗性明显下降,并且对不同的生理小种的抗性不一致,其中对晚疫病菌LJX18的侵染比88069更敏感。瞬时表达实验表明StBL-SLG/PK并不参与STO和R3a介导HR反应(Hypothesitive Response)。组织化学分析StBL-SLG/PK沉默株系中活性氧的清除明显减弱,超氧根阴离子明显增多,胼胝质的积累显著减少,表明StBL-SLG/PK可能介导活性氧清除系统,参与基础抗性途径。