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Cloning and Expression Analysis of Citrus Genes Cs GH3.1 and Cs GH3.6Responding to Xanthomonas axonopodis pv. citri Infection

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Horticultural Plant Journal 2016年第4期2卷 193-202页

作者： chen Min HE Yongrui XU Lanzhen PENG Aihong LEI Tiangang YAO Lixiao LI Qiang ZHOU Pengfei BAI Xiaojing DUAN Minjie JIANG Xueyou JIA Ruirui ZOU Xiuping chen shanchun Citrus Research Institute Southwest UniversityCitrus Research InstituteChinese Academy of Agricultural Sciences National Citrus Engineering Research Center National Center for Citrus Varieties Improvement

To study the functions of the early auxin-responsive genes Cs GH3.1 and Cs GH3.6 in citrus resistance against canker disease, we cloned Cs GH3.1and Cs GH3.6 in ‘Newhall' Navel Orange(Citrus sinensis Osbeck). They are 1 797 bp and 1 887 bp and encode 598 and 629 amino acids, respectively. In vitro mature leaves from susceptible ‘Newhall' and resistant Calamondin(C. madurensis) were inoculated by a Xanthomonas axonopodis pv. citri(Xac) bacterial suspension, and expression of Cs GH3.1 and Cs GH3.6 in the two varieties were analyzed using quantitative real-time PCR(q RT-PCR). ‘Newhall' leaves were treated with different hormones for 3 days, inoculated by Xac bacterial suspension, and then the symptoms in these leaves were investigated. We used q RT-PCR to analyze the effect of different hormones on Cs GH3.1 and Cs GH3.6 expression in ‘Newhall'leaves. The expression levels of both Cs GH3.1 and Cs GH3.6 were significantly induced by Xac in ‘Newhall' leaves, compared with levels in Calamondin leaves. 1-naphthy acetic acid(NAA) increased the hypertrophy of infection sites in ‘Newhall' leaves, while naphthyl-phthalamic acid(NPA)had no visible effect on lesion development. NAA hormone greatly improved expression of Cs GH3.1 in ‘Newhall', but not Cs GH3.6. These results indicate that the auxin primary-response gene Cs GH3.1 plays an important role in citrus susceptibility to Xac.

关键词： Citrus citrus canker auxin signal transduction Cs GH3 1 Cs GH3 6

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超量表达CsGH3.6通过抑制生长素信号转导增强柑橘溃疡病抗性

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中国农业科学 2019年第21期52卷 3806-3818页

作者：邹修平龙俊宏彭爱红陈敏龙琴陈善春西南大学/中国农业科学院柑桔研究所国家柑桔品种改良中心

【背景】由柑橘黄单胞杆菌柑橘亚种(Xanthomonas citri subsp. citri,Xcc)引起的柑橘溃疡病是柑橘生产上最具毁灭性的一种病害。植物生长素在调控柑橘溃疡病菌引起的寄主侵染部位脓疱形成中起重要作用。生长素早期响应基因GH3通过酰基... 详细信息

【背景】由柑橘黄单胞杆菌柑橘亚种(Xanthomonas citri subsp. citri,Xcc)引起的柑橘溃疡病是柑橘生产上最具毁灭性的一种病害。植物生长素在调控柑橘溃疡病菌引起的寄主侵染部位脓疱形成中起重要作用。生长素早期响应基因GH3通过酰基化吲哚-3-乙酸(indole-3-acetic acid,IAA)调控植物激素动态平衡。前期研究发现柑橘CsGH3.6在调控生长素响应溃疡病侵染中起着重要作用。【目的】通过对超量表达CsGH3.6转基因晚锦橙的抗病性、植株表型、细胞和激素变化进行分析,利用RNA-Seq解析CsGH3.6调控的信号通路,探明CsGH3.6调控激素动态平衡影响柑橘溃疡病抗性的内在机制。【方法】利用针刺法对离体转基因叶片接种溃疡病菌Xcc,统计接种第10天时病斑面积和病情指数,以野生型为对照,评价转基因植株的抗性水平;提取感病前后叶片内源激素,利用高效液相色谱技术(high performance liquid chromatography,HPLC)检测转基因植株中激素含量变化;温室中观察转基因植株表型变化;通过测量叶片纵径、横径和厚度分析转基因植株叶型变化特征;制备叶片表皮切片,显微观察表皮细胞和气孔,并统计转基因植株表皮细胞长度和气孔密度;采用RNA-Seq测序技术研究转基因植株转录组变化情况,并利用Nr、Nt、Pfam、COG、SwissProt和gene ontology (GO)数据库注释基因功能,进一步利用KEEG数据库和MapMan软件解析超量表达CsGH3.6影响的重要基因、功能和途径,阐明CsGH3.6调控柑橘溃疡病抗性的分子机制。【结果】超量表达CsGH3.6显著增强转基因植株的溃疡病抗性;转基因植株分枝增多且下垂,叶片向上卷曲,变小,颜色浅;转基因植株气孔密度增加,表皮细胞变短;激素含量分析显示,转基因植株自由生长素(IAA)和茉莉酸(jasmonic acid,JA)含量显著降低,而水杨酸(salicylic acid,SA)含量显著增加;转录组测序分析表明,超量表达CsGH3.6显著抑制生长素信号转导相关基因表达,特别是所有注释的Aux/IAA家族基因均下调表达,相反,与生物胁迫相关基因的表达为上调,其中绝大部分基因为病程相关蛋白基因。【结论】超量表达CsGH3.6通过酰基化自由IAA抑制生长素信号转导,调控JA和SA的动态平衡,改变细胞和植株的形态建成,从而增强柑橘对溃疡病的抗性。研究结果暗示调控激素动态平衡在柑橘抗病育种中具有潜在价值。

关键词：柑橘黄单胞杆菌柑橘亚种柑橘溃疡病生长素 CsGH3.6 抗病性

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CsBZIP40 confers resistance against citrus bacterial canker by repressing CsWRKY43-CsPrx53/CsSOD13 cascade mediated ROS scavenging

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Horticulture Research 2023年第8期10卷 265-279页

作者： Qiang Li Xiujuan Qin Miao Zhang Qiyuan Yu Ruirui Jia Jie Fan Xin Huang Jia Fu chenxi Zhang Baohang Xian Wen Yang Qin Long Aihong Peng Lixiao Yao shanchun chen Yongrui He Citrus Research Institute Southwest University/Chinese Academy of Agricultural SciencesBeibeiChongqing 400712China National Citrus Engineering Research Center BeibeiChongqing 400712China National Citrus Improvement Center Southwest UniversityChongqing 400712China

As the bacterial etiologic agent causing citrus bacterial canker(CBC),Xanthomonas citri ***(Xcc)seriously impacts citrus plantation and fruit production *** an earlier study,we demonstrated that CsBZIP40 can positively impact CBC resistance in the sweet orange(Citrus sinensis).However,the mechanistic basis for the protective benefits conferred by CsBZIP40 is yet to be ***,we show that CsBZIP40 positively regulates CBC resistance and reactive oxygen species(ROS)homeostasis in transgenic sweet orange overexpressing ***40 directly binds to the TGA-box of the CsWRKY43 promoter to repress its transcriptional ***43 overexpression induces CBC susceptibility in transgenic sweet *** contrast,its inhibition produces strong resistance to ***43 directly binds to the W-boxes of the CsPrx53 and CsSOD13 promoters to positively regulate the activities of these antioxidant enzymes,resulting in the negative regulation of ROS homeostasis and CBC resistance in sweet orange ***53/CsSOD13 knockdown enhances ROS accumulation and CBC ***,our results outline a regulatory pathway through which CsBZIP40 transcriptionally represses CsWRKY43-CsPrx53/CsSOD13 cascade-mediated ROS scavenging in a manner conducive to CBC *** mechanisms underscore the potential importance of CsBZIP40,CsWRKY43,CsPrx53,and CsSOD13,providing promising strategies for the prevention of CBC.

关键词： citrus resistance orange

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柑橘CsMYB41和CsMYB63响应溃疡病菌侵染的表达

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园艺学报 2023年第3期50卷 495-507页

作者：刘语诺曹亚王帅杜美霞郑林陈善春邹修平西南大学/中国农业科学院柑桔研究所国家柑桔工程技术研究中心国家柑桔品种改良中心重庆400712

MYB转录因子不仅在植物生长发育中起着重要作用,且在植物抗病反应中承担着重要的调节功能。本研究中以溃疡病感病品种纽荷尔脐橙(Citrus sinensis Osbeck)和抗病品种四季橘(***)为材料,基于前期构建的溃疡病诱导柑橘转录组数据库,筛选获... 详细信息

MYB转录因子不仅在植物生长发育中起着重要作用,且在植物抗病反应中承担着重要的调节功能。本研究中以溃疡病感病品种纽荷尔脐橙(Citrus sinensis Osbeck)和抗病品种四季橘(***)为材料,基于前期构建的溃疡病诱导柑橘转录组数据库,筛选获得2个受柑橘溃疡病菌Xanthomonas citri ***(Xcc)显著诱导的MYB基因:CsMYB41(Cs1g06220)和CsMYB63(Cs4g12760)。利用PCR技术克隆了纽荷尔脐橙的CsMYB41和CsMYB63,并对其结构特征及表达特性进行分析。PCR克隆测序分析发现,这2个基因的全长分别为1304 bp、1398 bp,开放阅读框(ORF)为1047 bp、1170 bp,各编码349、390个氨基酸。蛋白质同源序列比对和结构分析表明,这2个基因属于MYB类转录因子家族中的R2R3-MYB亚家族;进化树分析表明,CsMYB41和CsMYB63蛋白分别与可可、蓖麻等MYB41和MYB63蛋白高度同源。亚细胞定位结果显示,CsMYB41和CsMYB63定位在细胞核中。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析表明,CsMYB41和CsMYB63均受Xcc诱导显著上调表达。激素诱导试验表明,在纽荷尔脐橙中,乙烯利(ETH)、水杨酸(SA)、脱落酸(ABA)诱导CsMYB41上调表达,而ETH、SA、茉莉酸(JA)、ABA诱导CsMYB63上调表达。在四季橘中,CsMYB41受ETH、SA诱导上调表达,CsMYB63仅受IAA诱导上调表达。以上结果表明,这2个MYB基因可能在应答柑橘溃疡病菌侵染中起重要作用。

关键词：柑橘溃疡病 MYB转录因子 qRT-PCR

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柑橘响应黄龙病侵染的韧皮部蛋白2基因CsPP2B15的克隆与表达分析

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园艺学报 2018年第12期45卷 2347-2357页

作者：文庆利谢竹吴柳何永睿陈善春邹修平西南大学柑桔研究所/中国农业科学院柑桔研究所国家柑桔工程技术研究中心国家柑桔品种改良中心重庆400712

黄龙病病原菌诱导柑橘筛孔胼胝体过度积累是其致病的一个重要因素。柑橘韧皮部蛋白(PhloemProtein,PP)在筛孔胼胝体积累中起着重要作用。为研究柑橘韧皮部蛋白响应黄龙病亚洲种(CandidatusLiberibacterasiaticus,CLas)侵染的功能,克隆... 详细信息

黄龙病病原菌诱导柑橘筛孔胼胝体过度积累是其致病的一个重要因素。柑橘韧皮部蛋白(PhloemProtein,PP)在筛孔胼胝体积累中起着重要作用。为研究柑橘韧皮部蛋白响应黄龙病亚洲种(CandidatusLiberibacterasiaticus,CLas)侵染的功能,克隆获得了一个响应黄龙病侵染差异表达的PP基因CsPP2B15的编码区和长1.5 kb的启动子序列,并以高感品种锦橙和耐病品种酸柚老叶和嫩叶为材料,进行基因表达分析。结果发现,CsPP2B15在高感品种锦橙嫩叶中受CLas诱导显著上调表达,而在耐病品种酸柚嫩叶中受CLas诱导显著下调表达,且在叶肉中的表达量显著高于叶脉。嫩叶和嫩梢被认为是柑橘响应黄龙病侵染的早期原初侵染部位。因此,CsPP2B15可能在CLas侵染柑橘早期中起重要作用。CsPP2B15启动子的顺式作用元件预测分析发现,CsPP2B15启动子含有许多与逆境和激素有关的顺式作用元件。进一步构建了CsPP2B15启动子控制GUS报告基因的植物表达载体,转化枳[Poncirustrifoliata(L.)Raf.]上胚轴。GUS组织化学染色和GUS酶活性测定均表明,CsPP2B15启动子具有较强的韧皮部组织特异性。

关键词：柑橘黄龙病 CsPP2B15 韧皮部特异性启动子基因表达

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过氧化氢酶基因CsKat01与柑橘溃疡病相关性分析

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园艺学报 2021年第1期48卷 26-36页

作者：祁静静秦秀娟谢宇陈善春何永睿李强西南大学/中国农业科学院柑桔研究所重庆400712

为了探究过氧化氢酶基因Cs Kat01在柑橘抵御溃疡病过程中的作用,对感病品种‘晚锦橙’和抗病品种‘四季橘’中Cs Kat01进行了生物信息和表达分析,并探究了溃疡病菌接种处理后两品种中CAT酶活性和H2O2含量的关系。克隆Cs Kat01的编码序... 详细信息

为了探究过氧化氢酶基因Cs Kat01在柑橘抵御溃疡病过程中的作用,对感病品种‘晚锦橙’和抗病品种‘四季橘’中Cs Kat01进行了生物信息和表达分析,并探究了溃疡病菌接种处理后两品种中CAT酶活性和H2O2含量的关系。克隆Cs Kat01的编码序列并对该基因及其编码蛋白进行结构和功能分析,发现Cs Kat01编码框全长为1482bp,共编码493个氨基酸残基,蛋白序列中含有典型的CAT结构域;通过启动子序列克隆和分析发现‘晚锦橙’和‘四季橘’核心启动子区域均含有水杨酸、茉莉酸和脱落酸的响应元件,但数量不同;利用q RT-PCR分析水杨酸、茉莉酸、脱落酸和柑橘溃疡病菌(Xcc)对Cs Kat01的诱导表达特性,发现Cs Kat01的高表达可能使柑橘相对更感病;结合Xcc诱导后植物组织中Cs Kat01酶活性和H2O2含量,综合分析Cs Kat01、CAT酶活、H2O2含量和柑橘对溃疡病抗性之间的关系,推测Cs Kat01基因可能通过调控CAT的酶活性,改变H2O2含量进而影响柑橘对溃疡病的抗性。

关键词：柑橘溃疡病过氧化氢酶 CsKat01 过氧化氢

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溃疡病菌侵染早期柑橘细胞程序性死亡的响应特征及机制

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园艺学报 2020年第6期47卷 1047-1058页

作者：龙琴谢宇许兰珍何永睿邹修平陈善春西南大学/中国农业科学院柑桔研究所国家柑桔工程技术研究中心重庆400712

为进一步研究柑橘溃疡病抗性与细胞程序性死亡的关系,以高感品种晚锦橙(甜橙类,Citrus sinensis Osbeck)和高抗品种金弹(金柑类,Fortunella crassifolia Swingle)为试材,从抗性特征、发病早期的相关信号变化、抗氧化酶活性和基因表达变... 详细信息

为进一步研究柑橘溃疡病抗性与细胞程序性死亡的关系,以高感品种晚锦橙(甜橙类,Citrus sinensis Osbeck)和高抗品种金弹(金柑类,Fortunella crassifolia Swingle)为试材,从抗性特征、发病早期的相关信号变化、抗氧化酶活性和基因表达变化等方面探讨柑橘细胞程序性死亡响应溃疡病菌(Xanthomonas citri subsp. citri)侵染的特征及机制。接种溃疡病菌后,晚锦橙叶片出现明显的海绵状凸起,为典型的溃疡病症状;而金弹则出现超敏化反应细胞坏死症状。接种前,过氧化氢(H2O2)在金弹中的基础水平较晚锦橙高;接种后,两品种的H2O2含量均上升,但金弹上升幅度高于晚锦橙。随着H2O2水平升高,代表膜脂过氧化程度的丙二醛(MDA)含量在两个品种中均增加,但金弹中增加幅度更大。抗氧化酶系统中的超氧化物歧化酶(SOD)活性在晚锦橙和金弹叶片中均呈下降趋势;过氧化氢酶(CAT)活性在两个品种中均提高且差异不大;过氧化物酶(POD)活性在两个品种中均提高,但晚锦橙的上升更快,且提高程度低于对照。参与细胞程序性死亡正调控的基因CsCEP1-1、CsCEP1-2和CsMCA1在两个品种中均受溃疡病菌诱导上调表达,但金弹中的表达水平显著高于晚锦橙;参与细胞程序性死亡负调控的CsDAD1-1、CsDAD1-2、CsMLO2和CsMLO3的转录水平在晚锦橙中变化不大,而金弹中随着接种时间的延长逐渐降低。结果表明,溃疡病菌胁迫下晚锦橙和金弹在发病早期均启动了超敏化反应,但在金弹中更为强烈,有助于诱导发生细胞程序性死亡,而限制病原菌的生长,这可能是金弹抗病性强的内在原因之一。

关键词：柑橘溃疡病细胞程序性死亡活性氧丙二醛抗氧化酶基因表达

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转录因子CsWRKY61对柑橘溃疡病抗性的影响

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中国农业科学 2020年第8期53卷 1556-1571页

作者：龙琴杜美霞龙俊宏何永睿邹修平陈善春西南大学/中国农业科学院柑桔研究所国家柑桔品种改良中心

【背景】柑橘溃疡病(citrus bacterial canker,CBC)是世界柑橘产业上危害最严重的病害之一,由柑橘黄单胞杆菌柑橘亚种(Xanthomonas citri subsp. citri,Xcc)引起,在国内外被列为检疫对象。由于柑橘分子病理研究相对滞后,导致可供利用的... 详细信息

【背景】柑橘溃疡病(citrus bacterial canker,CBC)是世界柑橘产业上危害最严重的病害之一,由柑橘黄单胞杆菌柑橘亚种(Xanthomonas citri subsp. citri,Xcc)引起,在国内外被列为检疫对象。由于柑橘分子病理研究相对滞后,导致可供利用的抗性基因资源相对匮乏。WRKY转录因子参与植物抵御生物和非生物胁迫反应,前期研究发现柑橘WRKY转录因子可能在调控寄主抗病反应中起着重要作用。【目的】通过对超量表达CsWRKY50、CsWRKY61和CsWRKY72转基因晚锦橙(Citrus sinensis)的溃疡病抗性进行评价,明确这些基因在柑橘响应溃疡病菌侵染中的生物学功能和抗病育种价值。进一步利用RNA-Seq解析CsWRKY61调控的信号通路。【方法】利用农杆菌介导法进行柑橘遗传转化,获得超量表达CsWRKY50、CsWRKY61和CsWRKY72的晚锦橙;利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析转基因植株中目的基因的表达水平以及拷贝数;以非转基因植株为对照,采用离体针刺接种评价转基因植株对溃疡病的抗性;通过比较超量表达CsWRKY61和野生型植株的转录组测序结果,探究CsWRKY61提高柑橘溃疡病抗性的内在机制。【结果】分别构建了CAMV 35S启动子控制CsWRKY50、CsWRKY61和CsWRKY72表达的植物表达载体,通过GUS组织化学染色和PCR鉴定分别获得了6、8和6株转基因晚锦橙。转基因植株中目的基因的表达量有不同程度的提高,大部分转基因植株中外源基因的拷贝数为1,只有超量表达CsWRKY61的转基因植株溃疡病抗性显著增强,其病斑面积明显小于野生型植株,而超量表达CsWRKY50和CsWRKY72的转基因植株抗病性与野生型相比无明显差异。转录组分析结果显示,超量表达CsWRKY61的转基因植株中生物胁迫相关途径(包括病原入侵的感知、活性氧爆发、转录因子、防御基因、激素、细胞壁和次生代谢等)和信号转导相关途径(主要是激酶受体)均被显著激活。【结论】超量表达CsWRKY61能够激活与生物胁迫和信号转导相关的途径,增强柑橘对溃疡病的抗性;CsWRKY61在柑橘抗病育种中存在潜在的应用价值。

关键词：柑橘黄单胞杆菌柑橘亚种柑橘溃疡病 CsWRKY61 超量表达抗病性转录组测序

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柑橘SAR及其信号转导基因CsSABP2在黄龙病菌侵染中的响应特征

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中国农业科学 2021年第8期54卷 1638-1652页

作者：赵珂郑林杜美霞龙俊宏何永睿陈善春邹修平西南大学/中国农业科学院柑桔研究所/国家柑桔工程技术研究中心/国家柑桔品种改良中心

【背景】柑橘系统获得性抗性(systemic acquired resistance,SAR)在柑橘抗黄龙病(Huanglongbing,HLB)过程中起着重要作用。水杨酸(SA)和水杨酸甲酯(MeSA)信号互换是激活植物SAR的关键信号转导途径,但其在抗HLB危害中的作用依然不清楚。... 详细信息

【背景】柑橘系统获得性抗性(systemic acquired resistance,SAR)在柑橘抗黄龙病(Huanglongbing,HLB)过程中起着重要作用。水杨酸(SA)和水杨酸甲酯(MeSA)信号互换是激活植物SAR的关键信号转导途径,但其在抗HLB危害中的作用依然不清楚。【目的】以柑橘HLB不同耐病品种为材料,研究柑橘SAR及其信号转导的关键酶基因CsSABP2(salicylic acid binding protein 2)在HLB病原菌‘Candidatus Liberibacter asiaticus’(CLas)侵染中的响应特征,了解柑橘SAR及CsSABP2响应CLas侵染的作用。【方法】从SAR Marker基因CsPR1、CsPR2、CsPR5表达、活性氧HO水平和淀粉含量变化等方面分析CLas侵染、外施SA和MeSA调控柑橘SAR的特征。进一步,基于易感HLB锦橙(Citrus sinensis)和耐HLB酸柚(C. grandis)感染CLas转录组测序比较分析,筛选和克隆响应CLas侵染的CsSABP2差异表达基因;生物信息学分析预测差异基因的生物学功能;qRT-PCR分析差异表达基因在锦橙、酸柚和耐HLB马蜂柑(C. hystrix)中响应CLas感染的表达变化;以锦橙叶片为试材分析差异表达基因响应外源SA和MeSA诱导的表达特征。【结果】SAR Marker基因响应CLas表达分析表明,CsPR1、CsPR2和CsPR5均正向响应CLas侵染上调表达,CsPR2和CsPR5在酸柚和马蜂柑中表达水平高于锦橙,特别是叶肉中两个基因的表达水平均显著高于锦橙;相反,CsPR1在叶脉中上调表达水平明显高于叶肉,且在锦橙叶脉中表达水平显著高于酸柚和马蜂柑叶脉中。离体模拟SA和MeSA调控柑橘SAR反应显示,与SA处理相比,MeSA处理明显诱导CsPR1、CsPR2和CsPR5上调表达,同时非处理部位基因(特别是CsPR5)表达水平也明显上调。HO检测结果表明,外源MeSA诱导非处理部位HO积累显著强于SA。同时,通过对外施MeSA、SA的感病叶片进行连续5周的淀粉含量检测,发现MeSA能明显减少感病叶片中淀粉的积累。进一步转录组数据和生物信息学分析表明,4个SAR关键调控基因CsSABP2-1、CsSABP2-2、CsSABP2-3、CsSABP2-4显著响应CLas侵染而差异表达,且编码蛋白质均含SABP2水解活性必需的保守结构域。qRT-PCR结果表明,CsSABP2-1、CsSABP2-4在耐病品种酸柚和马蜂柑中受CLas诱导高水平表达且在叶脉中的表达水平高于叶肉;CsSABP2-2和CsSABP2-3表达水平变化不明显。激素诱导结果显示,CsSABP2主要响应MeSA的诱导表达,MeSA显著诱导CsSABP2-2高水平表达(>10倍),且显著下调CsSABP2-1和CsSABP2-4的表达(下调至0 h表达量的15%—55%)。【结论】耐病品种酸柚和马蜂柑SAR响应CLas的反应明显强于易感病品种锦橙,且MeSA在介导柑橘SAR抗病反应中起正向调控作用。SA与MeSA信号转导的关键酶基因CsSABP2-1和CsSABP2-4在柑橘SAR响应CLas侵染中起着重要作用,其高水平表达与柑橘HLB抗性紧密相关;而且CsSABP2-1、CsSABP2-2、CsSABP2-4在调控SAR应答柑橘CLas侵染中可能起着关键的协同作用。

关键词：柑橘黄龙病韧皮部杆菌亚洲种系统获得性抗性水杨酸水杨酸甲酯 SABP2 基因表达

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柑橘响应黄龙病菌侵染的NAC基因的克隆及表达分析

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园艺学报 2022年第7期49卷 1441-1457页

作者：郑林王帅刘语诺杜美霞彭爱红何永睿陈善春邹修平西南大学/中国农业科学院柑桔研究所重庆400712

挖掘柑橘抗黄龙病(Huanglongbing,HLB)基因是抗病育种的基础和关键。以感染黄龙病菌亚洲种Candidatus Liberibacter asiaticus(CLas)早期(2个月)锦橙根和叶片中脉比较转录组数据为基础,筛选到9个响应柑橘黄龙病侵染诱导的NAC基因,从中选... 详细信息

挖掘柑橘抗黄龙病(Huanglongbing,HLB)基因是抗病育种的基础和关键。以感染黄龙病菌亚洲种Candidatus Liberibacter asiaticus(CLas)早期(2个月)锦橙根和叶片中脉比较转录组数据为基础,筛选到9个响应柑橘黄龙病侵染诱导的NAC基因,从中选3个差异表达水平较高的基因克隆,分别命名为Cs NAC21/22、Cs NAC68和Cs NAC78。生物信息分析表明3个基因均符合NAC基因家族的特征;烟草亚细胞定位结果表明,Cs NAC68定位在细胞核,Cs NAC21/22和Cs NAC78定位在细胞核和细胞质。实时荧光定量PCR(q RT-PCR)分析表明,3个候选基因在易感HLB的锦橙、耐病的马蜂柑和高耐病的九里香的组织和病原菌诱导表达特征呈现明显差异。以健康植株为对照,Cs NAC68和Cs NAC78主要在锦橙的根中响应CLas感染,显著上调表达,Cs NAC68在九里香叶肉和马蜂柑根中响应CLas感染,显著上调表达;Cs NAC21/22主要在锦橙根和马蜂柑叶肉中显著下调表达。以‘锦橙’叶片为试材通过q RT-PCR分析候选基因响应SA、JA、ABA、ETH诱导的表达特征,结果表明,3个基因可能参与ABA的信号转导途径,Cs NAC68可能参与SA和JA的信号转导途径,而Cs NAC78可能参与ETH的信号转导途径。

关键词：柑橘黄龙病 NAC转录因子基因克隆表达分析

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