StLRPK1在马铃薯晚疫病PTI抗性中的功能分析

【摘要】植物先天免疫系统主要由病原相关分子模式(PAMPs)激发的PTI和效应蛋白(Effector)激发的ETI两个免疫反应组成。PTI作为植物抵御病原菌入侵的第一道防线,是植物抵御多种病原菌入侵的重要机制,具有广谱持久等特点。深入研究植物PTI抗性机制对于指导植物广谱持久抗性育种具有重要的理论和应用价值。本实验室前期在马铃薯中克隆了一个类受体激酶基因StLRPK1,GFP融合蛋白亚细胞定位显示其定位于细胞膜；对超量和干涉转基因株系,晚疫病接种鉴定结果初步表明StLRPK1基因在马铃薯晚疫病广谱抗性中起着重要作用。本实验通过对StLRPK1基因超量和干涉马铃薯转基因株系晚疫病抗性和对逆境胁迫反应中的作用进行系统功能解析,探讨StLRPK1基因在晚疫病抗性中的作用机理。主要结果如下：1.利用Realtime-PCR对已获得的StLRPK1超量和干涉转基因株系进行表达量分析,8个超量转基因株系超量效果明显,3个干涉转基因株系干涉效果明显,干涉效率最高的为69.3%。用四个不同的晚疫病生理小种进行接种鉴定实验,病斑统计与菌丝生长量测定结果显示,与对照相比,超量表达株系晚疫病抗性明显增强,而干涉表达株系晚疫病抗性显著下降,表明StLRPK1通过正调控作用增强马铃薯对晚疫病的抗性。2.组织化学层面测定了接种后转基因株系过氧化氢、细胞死亡及胼胝质产生情况。结果显示与对照相比,超量表达株系接种点附近过氧化氢、胼胝质的积累较为严重,细胞死亡现象较轻,而干涉表达株系接种点附近过氧化氢、胼胝质积累较轻,而细胞死亡现象严重。这些结果说明了StLRPK1基因超量表达促进了接种点附近过氧化氢的产生、胼胝质的积累、限制病原菌的生长,激发了马铃薯基础防卫反应。3.抗性相关基因的表达分析表明,StLRPK1超量表达株系未接种时可以使得病程相关基因StPR1、StPR10a、StNPR1上调表达,从而在早期就起到对晚疫病菌的防御作用。接种鉴定、组织化学和抗性相关基因的表达分析表明StLRPK1参与马铃薯基础防卫反应(PTI),在马铃薯晚疫病广谱抗性中发挥功能。4.GUS活性分析表明StLRPK1基因启动子能够响应ETH、SA、MeJA、NaCl的诱导。150mmol/LNaCl盐胁迫条件下,StLRPK1转基因株系与对照CK植株生长均明显受到抑制。根长、鲜重的统计结果表明转基因株系与对照植株之间并无显著差异,而株高统计中2个超量株系与3个干涉株系与对照相比具有显著差异,说明StLRPK1基因在一定程度上能够提高植株的耐盐性。
【作者】龙宗尚；
【导师】田振东；
【作者基本信息】华中农业大学，蔬菜学，2014，硕士
【关键词】马铃薯；晚疫病；StLRPK1；PTI；晚疫病抗性；

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