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园艺学报 2020年第8期47卷 1438-1450页

作者：樊美丽潘磊曾文芳鲁振华崔国朝孟君仁靳哲王志强牛良中国农业科学院郑州果树研究所国家桃葡萄改良中心农业部果树育种技术重点实验室郑州450009

以Malectin(PF11721)、Malectin-like(PF12819)和Pkinase(PF07714)保守域全蛋白序列为种子序列,鉴定桃(Prunus persica)基因组中全部MRLK类受体激酶(Malectin receptor-like kinases)家族成员,并利用转录组测序分析桃绿蚜侵染不同时间MRLK在抗蚜和感蚜品系材料中的表达情况。利用生物信息学手段进行分析,共获得41个MRLK家族成员,这些基因分布在桃的8条染色体上。家族成员氨基酸数量介于391~1 035 aa,分子量44.05~115.09 kD,等电点5.38~9.16。分析系统进化树发现拟南芥、水稻和桃的MRLK家族分为5个亚组,其中桃MRLK家族成员分布在Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ亚组上。亚细胞定位预测显示该家族成员全部定位在细胞膜上。顺式作用元件预测结果显示该家族成员启动子包含光、激素以及响应生物与非生物胁迫的作用元件。桃绿蚜侵染结果表明,桃MRLK家族中19个基因在5个桃材料中均未表达,15个基因在抗蚜品系‘P5868’与其他4个材料之间无差异表达。Pp MRLK2、Pp MRLK9、Pp MRLK22、Pp MRLK23、Pp MRLK24、Pp MRLK26和Pp MRLK32在抗蚜品系‘P5868’中表达量比其他品系高,其中Pp MRLK26表达量差异显著。进一步分析发现,在抗蚜品系‘P5868’中表达的22个MRLK呈组成型表达,蚜虫侵染处理不会对基因的表达产生影响。综上,推测Pp MRLK26可能调控抗蚜品系‘P5868’的抗蚜性状的形成。

关键词：桃 MRLK类受体激酶生物信息学分析桃绿蚜基因表达

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WRKY转录因子在桃RM3抗蚜响应中的作用机制

WRKY转录因子在桃RM3抗蚜响应中的作用机制

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作者：樊美丽中国农业科学院

学位级别：硕士

桃绿蚜(Myzus persicae Sülzer)是桃的主要害虫,取食桃幼嫩的枝叶和果实,造成叶片皱缩卷曲,光合作用降低,果实品质下降。农业生产中一般使用化学农药防治蚜虫,近年来随着农药的大量使用,蚜虫已经对某些有机磷类农药产生了抗药性,使得... 详细信息

桃绿蚜(Myzus persicae Sülzer)是桃的主要害虫,取食桃幼嫩的枝叶和果实,造成叶片皱缩卷曲,光合作用降低,果实品质下降。农业生产中一般使用化学农药防治蚜虫,近年来随着农药的大量使用,蚜虫已经对某些有机磷类农药产生了抗药性,使得蚜虫防治更加困难。WRKY转录因子是植物中最大的转录因子家族之一,广泛参与植物对生物和非生物胁迫的响应。本课题前期研究发现,Rm3类抗蚜品系中部分WRKY基因可能响应蚜虫取食,但WRKY在此过程中发挥的具体作用目前尚不清楚。转录组结果表明,桃绿蚜取食处理后,22个WRKY基因在抗蚜品系‘07-15-36’和感蚜品系‘07-15-38’之间存在差异表达。本研究选取差异表达明显的6个基因PpWRKY8、11、12、13、25和31,通过亚细胞定位和拟南芥的遗传转化初步鉴定WRKY在Rm3类抗蚜通路形成过程中发挥的作用。本研究结果如下:***富集分析发现,抗蚜品系中响应蚜虫取食的1714个基因被广泛富集于MAPK信号通路、植物与病原菌互作通路、萜类合成通路、次生代谢物合成通路以及黄酮类物质合成通路。在植物病原菌互作通路中WRKY转录因子处于通路下游的重要位置,通过直接调控某些抗性相关基因的表达,参与植物的抗病反应。萜类和黄酮类合成通路中共富集到86个基因,其中54个基因启动子区存在W-Box。2.多序列对比结果显示,PpWRKY8有2个WRKY结构域,锌指结构为C2H2,为Ⅰ型WRKY转录因子。PpWRKY11、12、13、25和31都只有1个WRKY结构域,锌指结构为C2HC,为Ⅱ型WRKY转录因子。预测WRKY基因启动子区顺式作用元件,发现6个基因的启动子区都含有与激素响应、光信号转导、生物胁迫及非生物胁迫相关的顺式作用元件,由此推测WRKY基因参与调控桃对外界生物和非生物胁迫的响应。3.亚细胞定位结果显示,PpWRKY8、11、12、13、25和31都主要定位在细胞核中。构建过表达载体,利用农杆菌介导的花序浸染法,分别将PpWRKY8、11、12、13、25和31整合到拟南芥基因组中。通过PCR鉴定,PpWRKY12获得5个转基因株系、PpWRKY8获得3个转基因株系、PpWRKY31获得9转基因株系、PpWRKY25获得1个转基因株系、PpWRKY11获得5个转基因株系、PpWRKY13获得5个转基因株系。

关键词： WRKY转录因子桃绿蚜亚细胞定位拟南芥遗传转化

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