etr1-1在矮牵牛中诱导表达可提高叶片对灰霉病的抗性

摘要：

【目的】研究etr1-1诱导表达对矮牵牛抗灰霉病的作用。【方法】以转GVG：etr1-1矮牵牛为材料，地塞米松（DEX）处理，接种灰霉病菌，通过调查发病程度和定量半定量基因表达分析揭示etr1-1在矮牵牛抗灰霉病中的作用。【结果】与对照叶片相比，DEX处理的矮牵牛叶片表现出延缓衰老和减轻病害的症状。接种病原菌后，DEX处理的叶片发病率增加比例为0，对照叶片为66.77%；DEX处理的叶片平均病斑扩展速率为4.69 mm·d-1，对照叶片为6.29 mm·d-1。qRT-PCR和semi-qRT-PCR基因表达分析表明，DEX处理的叶片etr1-1与Bcact表达呈相反趋势。在DEX处理叶片中，DEX诱导了叶片etr1-1表达，随着诱导时间延长，基因相对表达量上升，诱导后第3天达到最大，无菌水接种叶片的表达量是病原菌接种叶片的10.71倍。DEX处理的叶片，Bcact在接种后第1天表达量最大；对照叶片，Bcact在接种后第2天表达量最大；其中处理叶片Bcact的最大表达量比对照叶片降低了20倍。在DEX处理的叶片上随着etr1-1表达增强，Bcact表达量下降。DEX处理的叶片，CP10仅在接种后第3天轻微表达；对照叶片上，随接种时间延长，CP10表达量上升，接种后第3天达到最大，处理最大表达量比对照降低了23.6倍。随接种时间延长，DEX处理的叶片和对照叶片，ACO表达均先升高后降低，在第2天达到最大，处理叶片上最大表达量仅为6.75，比对照低7.33倍。DEX处理的叶片，乙烯途径基因ETR2、ERS1、EIL1和EIN2表达受到抑制。ERS1和ETR2在DEX处理和对照叶片上均有表达，并在接种后第3天达到最大，但处理的最大表达量比对照低51倍。DEX处理的叶片，接种后第1-2天EIN2表达被抑制，第3天表达上升，在对照叶片上，EIN2表达量随接种时间而增加，第3天达到最大，DEX处理的叶片EIN2最大表达量比对照低31.58倍；DEX处理的叶片和对照叶片，EIL1与EIN2有相似的表达趋势，且DEX处理的叶片EIL1最大表达量低于对照两倍。AOC和COI1在JA生物合成和信号转导途径中起重要作用。DEX处理的叶片，AOC和COI1表达均被减弱，AOC在接种后第1-2天被抑制，第3天表达，对照叶片上，随接种时间延长AOC表达量增加，在第3天达到最大，处理叶片AOC最大表达量比对照低12.96倍；COI1在DEX处理和对照叶片上均有表达，且在第3天表达量最大，DEX处理叶片COI1最大表达量比对照低6.14倍。病原菌侵染植物时， ERFs会被乙烯或JA调控以激活病程相关基因表达。经DEX处理的叶片ERF4表达先升高后降低，第2天表达量最大；对照叶片随接种时间延长ERF4表达量上升，在第3天达到最大；处理最大表达量比对照低2.96倍。无论处理还是对照，ERF8表达量都随接种时间延长而上升，在第3天达到最大，但处理的最大表达量比对照低3.52倍。接种病原菌后，DEX 处理的叶片上，所有病程相关基因表达微弱，最大表达量均低于10；而对照叶片上，所有病程相关基因均有表达，并在接种后第3天表达量最大。其中以PR1表达量最大为10521.11，其次是EX-CHI和OSM ，分别为184.95和184.96，Defense1和AC-CHI表达量最小为23.39和14.58。【结论】etr1-1诱导表达通过延缓灰霉病菌引起的叶片衰老，从而提高转基因矮牵牛对灰霉病的抗性。

关键词：矮牵牛’Mitchell diploid’、灰霉病菌、乙烯、茉莉酸、衰老、防御响应

分类号：S435.131;S603.6;Q786

资助基金：国家自然科学基金31300469

在线出版日期：2014-05-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1502-1511