查尔酮合成酶基因在葡萄抗灰霉病和霜霉病中的作用

作     者：郭泽西 孙大运 曲俊杰 潘凤英 刘露露 尹玲 GUO ZeXi;SUN DaYun;QU JunJie;PAN FengYing;LIU LuLu;YIN Ling

作者机构：广西壮族自治区农业科学院广西作物遗传改良生物技术重点开放实验室 

出 版 物：《中国农业科学》 (Scientia Agricultura Sinica)

年 卷 期：2022年第55卷第6期

页      面：1139-1148页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0904[农学-植物保护] 090401[农学-植物病理学] 090402[农学-农业昆虫与害虫防治] 

基　　金：国家自然科学基金(31860493) 广西重点研发计划(桂科AB21076001) “广西八桂青年学者”专项 广西农科院基本科研业务专项(2021JM97,2018JZ18) 

主　　题：查尔酮合成酶 葡萄 灰霉病菌 霜霉病菌 抗病性 

摘      要：【目的】克隆不同抗性葡萄品种中查尔酮合成酶（chalcone synthase）基因CHS1，明确该基因在葡萄灰霉病菌（Botrytis cinerea）和葡萄霜霉病菌（Plasmopara viticola）侵染下的表达模式，并对CHS1进行亚细胞定位和功能验证，为探究CHS1的广谱抗病作用机理提供依据。【方法】分别以毛葡萄（Vitis quinquangularis）‘野酿二号’、欧亚种（Vitis vinifera）‘无核白’和山葡萄(Vitis amurensis）‘双红’叶片cDNA为模板，克隆CHS1，分析不同品种中CHS1的序列差异，并对CHS1蛋白的理化性质进行生物信息学分析；利用qRT-PCR检测不同葡萄品种受到灰霉病菌和霜霉病菌侵染后CHS1的表达模式；构建表达载体，利用农杆菌介导的瞬时表达技术，分别在烟草和‘无核白’组培苗叶片中进行亚细胞定位和抗病功能验证。【结果】CHS1在不同葡萄品种中高度保守，ORF全长均为1 182 bp，编码393个氨基酸，预测编码的蛋白分子量为42.92 kD，为稳定的亲水蛋白。受灰霉病菌侵染后，毛葡萄VqCHS1和欧亚种VvCHS1的表达模式变化类似，但灰霉病抗性品种‘野酿二号’中VqCHS1的表达水平整体显著偏高；受霜霉病菌侵染后，山葡萄VaCHS1和欧亚种VvCHS1表现出不同的表达模式变化，霜霉病抗性品种‘双红’中VaCHS1的表达量不断增加，而VvCHS1的表达量逐渐下降。亚细胞定位结果表明，CHS1蛋白在细胞膜质、细胞核中都有分布，但以细胞核定位为主。人工接种灰霉病菌和霜霉病菌后，与阴性对照相比，过表达VaCHS1的‘无核白’叶片具有更强的灰霉病和霜霉病抗性。【结论】抗性品种中查尔酮合成酶基因CHS1的表达量比感病品种高，过表达CHS1能够提高感病葡萄品种对灰霉病和霜霉病的抗性。