对瓜类疫霉菌诱导响应的黄瓜WRKY转录因子筛选研究

材料并通过RT-qPCR技术，针对黄瓜全基因组54个CsWRKYs基因，在瓜类疫霉菌侵染后对其进行表达分析，并在水杨酸（SA）和茉莉酸甲酯（MeJA）处理下对受瓜类疫霉菌诱导（或抑制）基因进行表达检测，分析其可能参与的抗病相关信号通路。研究结果表明：15个CsWRKYs基因（CsWRKY3、11、13、21、22、23、26、31、34、41、44、46、48、52和56）受瓜类疫霉菌诱导上调表达，仅CsWRKY6受瓜类疫霉菌抑制下调表达。在SA和MeJA处理下，7个CsWRKYs基因（CsWRKY26、34、41、46、48、52和56）受SA诱导，CsWRKY44同时受SA和MeJA诱导，CsWRKY6受MeJA抑制下调表达，推测 7个基因（CsWRKY26、34、41、46、48、52和56）可能通过SA介导的信号通路调控植物对病原菌的响应；CsWRKY6可能通过JA介导的信号通路调控植物防御反应过程；CsWRKY44则可能同时参与SA和JA介导的抗病相关信号通路。

关键词 黄瓜；WRKY转录因子；疫病；表达分析

中图分类号 S642.2 文献标识码 A

Screening of CsWRKYs Involved in Phytophthora Blight

Resistance in Cucumber（Cucumis sativus）

XU Xiaomei1，2， WANG Rui1，2， WU Tingquan1，2， HE Xiaoming1，2， LIN Yu′e1 *

1 Vegetable Research Institute， Guangdong Academy of Agricultural Sciences， Guangzhou， Guangdong 510640， China

2 Guangdong Key Lab for New Technology Research of Vegetables， Guangzhou， Guangdong 510640， China

Abstract By RT-qPCR technology， the expression patterns of 54 CsWRKYs in Phytophthora melonis（P. melonis）-susceptible cucumber cultivar‘B80’were analyzed after inoculation with P. melonis and then P. melonis-induced（suppressed）CsWRKYs were analyzed under the treatment of salicylic acid（SA）and methyl jasmonate（MeJA）to investigate their signaling pathways. The results in this study showed that fifteen CsWRKYs（CsWRKY3， 11， 13， 21， 22， 23， 26， 31， 34， 41， 44， 46， 48， 52 and 56）were strongly induced and only CsWRKY6 suppressed by P. melonis. Among them， seven CsWRKYs（CsWRKY26， 34， 41， 46， 48， 52 and 56）were SA-inducible and up-regulated while CsWRKY6 was down-regulated after treatment of MeJA. CsWRKY44 was commonly up-regulated by both SA and MeJA. Based on the results above， we predicted CsWRKY26， 34， 41， 46， 48， 52 and 56 might be involved in Phytophthora blight resistance in cucumber by SA and（or）JA signaling pathway（s）.

Key words Cucumber（Cucumis sativus）； WRKY transcription factor； Phytophthora blight； Expression analysis

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2016.02.026

黄瓜是一种重要的蔬菜作物，华南地区受高温高湿气候条件的影响，黄瓜疫病病害严重，但由于高抗疫病材料匮乏，黄瓜抗疫病育种进展缓慢，国内外有关黄瓜疫病抗性遗传的研究也少有报道，谢大森等[1]认为开展以生物技术为主要手段的抗性转育研究是当前瓜类疫病抗性育种中的重点。

WRKY转录因子起源于早期真核生物并在高等植物中广泛存在，是植物中最大转录因子家族之一[2]，因含有保守的WRKY结构域而得名，该结构域由约60个氨基酸组成，靠近氨基（N）末端的7个保守氨基酸残基WRKYGQK是该结构域的核心序列[3]。WRKY转录因子家族是个庞大的基因家族。目前，水稻中已鉴定了至少有109个WRKY成员[4]，拟南芥74个[5]，玉米136个[6]，大豆133个[7]，大白菜145个[8]。最早鉴定的WRKY转录因子SPF1存在于甘薯中，其生物学功能是调控糖信号途径的建立[9]。随后大量研究表明WRKY转录因子在植物对生物和非生物胁迫防御反应中发挥至关重要的调控作用，同时也参与植物花粉发育[10]、种子成熟和萌发[11]、植株叶片衰老[12]等生理过程。在植物应对生物胁迫反应中，WRKY转录因子基因主要参与了植物从基础免疫到获得抗性的多种抗病反应过程，通过调控多通路多层次的抗病信号转导途径影响植物对病原物的生理反应，在植物与病毒、细菌、真菌、线虫以及昆虫的相互作用过程中发挥重要作用[13]。Dong等[14]对72个拟南芥WRKY基因的表达谱进行分析，发现其中有49个基因受含无毒基因的病原菌或SA的诱导。在水稻中，45个被检测的WRKY基因中有15个受稻瘟菌诱导后显著表达上调，并且其中12个同时受白叶枯病菌不同程度诱导表达，信号通路检测发现，OsWRKY45和OsWRKY62受SA诱导表达上调；OsWRKY10、OsWRKY82和OsWRKY85受JA诱导上调；OsWRKY30和OsWRKY83同时响应SA和JA上调表达[15]。除拟南芥和水稻等模式植物外，随后的研究发现在棉花[16]、油菜[17]、大麦[18]等大宗作物和辣椒[19-20]、大白菜[8]等蔬菜作物中均有发现WRKY转录因子响应病原菌诱导反应。

推荐访问： 转录 霉菌 诱导 因子 黄瓜

---