番茄SlN-like的克隆、表达与抗病毒功能

摘要：

[目的]番茄(Solanum lycopersicum)作为重要的蔬菜作物,其生长受到包括害虫、真菌、细菌和病毒等各种生物因素的危害.明确番茄抗性基因SlN-like的抗病毒功能与机制,为番茄的抗病毒育种与抗病毒药剂的靶向开发提供理论依据.[方法]从茄科植物基因组数据库Solanaceae Genomics Network中获得SlN-like的全长,并将其分为4段,利用融合聚合酶链式反应(fusion PCR)扩增获得SlN-like的序列全长;通过生物信息学分析SlN-like的进化关系、蛋白特征、保守结构域、亚细胞定位以及互作关系;通过实时荧光定量PCR分析SlN-like在番茄根、茎、叶、花和果实中的表达情况及其在烟草花叶病毒(tobacco mosaic virus,TMV)侵染后的叶片表达量;借助烟草脆裂病毒(tobacco rattle virus,TRV)介导的基因沉默技术(virus induced gene silencing,VIGS)沉默番茄内源SlN-like,摩擦接种TMV-GFP于沉默植株,明确SlN-like对病毒侵染的影响.实时荧光定量PCR分析沉默植株中脱落酸(abscisic acid)、茉莉酸(jasmonic acid)和乙烯(ethylene)激素相关基因的表达量及SlN-like在外施乙烯利(ethephon,ETH)3、6、12、24 h后的表达情况,最终明确SlN-like调控激素途径响应病毒侵染的机制.[结果]通过分子克隆与融合PCR技术,从番茄品种Micro-Tom中克隆获得全长3444 bp的SlN-like,上传至NCBI获得序列号MW792493.通过生物信息学分析发现SlN-like含有TIR、NB-ARC和NACHT结构域,并与马铃薯(Solanum tuberosum)N-like(AAP44394.1)亲缘关系最近.SlN-like在番茄各组织中均有表达,在茎中的表达量最高,其次是根、花,叶和果实中的表达量最低.TMV-GFP侵染番茄后第5、7天SlN-like的表达显著高于PBS处理,分别是PBS处理的1.6和2.2倍,并且TMV-GFP侵染会使SlN-like的表达持续升高.TRV载体介导沉默番茄的SlN-like,发现沉默78.3％的SlN-like不会影响番茄生长表型,但可促进TMV-GFP侵染;实时荧光定量PCR分析发现沉默植株中ERF1的表达显著降低,仅为对照组的12.5％;外施乙烯利处理番茄3 h后SlN-like表达量升高,并在12 h达到最高峰,是对照组的2.71倍,24 h后恢复正常.[结论]番茄SlN-like属NBS-LRR类抗病蛋白,其表达受TMV侵染诱导,沉默SlN-like促进TMV-GFP侵染,降低乙烯相关基因ERF1的表达,而外施乙烯利导致SlN-like的差异表达,揭示了SlN-like作为正调控因子可能影响乙烯途径介导的番茄抗病毒防御.

关键词：番茄;SlN-like;烟草花叶病毒;基因表达;乙烯

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资助基金：国家自然科学基金;西南大学大学生创新创业训练计划;中国烟草总公司重庆公司科技项目

在线出版日期：2021-11-24（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：4348-4357