马铃薯晚疫病抗性相关基因StDIR1和StDIR2的分离和表达.pdf

      摘  要  摘 要 马铃薯是世界上最重要的粮蔬作物之一。由致病疫霉引起的马铃薯晚疫病给世界马 铃薯生产造成了巨大的损失，因此培育新的抗晚疫病品种是马铃薯育种的重要目标。 Dirigent 蛋白质广泛存在于维管植物组织中，它与植物木质素的生物合成有关。由于木 质素是植物细胞抵御外界病原菌入侵的天然屏障，故 dirigent 蛋白质可能在植物的抗病 反应中起着重要的作用。本试验通过马铃薯的 EST 序列和 RACE 技术克隆获得了两条 Dirigent 基因的全长 cDNA 序列，命名为 StDIR1 和 StDIR2 ，并对其在致病疫霉、H O 2 2 以及 NO 诱导下的表达情况以及 StDIR1 基因表达的组织特异性进行了分析研究。试验 结果如下： （1）StDIR1 基因 cDNA 序列全长为 729 bp，编码多肽链含 191 个氨基酸残基，其 中N-端的 24 个为信号肽序列，其理论的分子量和等电点分别为 21, 315 Da 和 9.37，并 与陆地棉 dirigent-like protein 1 相似性高达 76%，同一性为 62% 。 而 StDIR2 基因 cDNA 序列全长为 778 bp，编码的 194 个氨基酸残基多肽链中，信 号肽序列残基为 26 个，该蛋白质分子量为 20, 929 Da ，pI 值 9.12，与灰绿云杉 dirigent-like protein pDIR12 的相似性和同一性分别为74%和 58% 。 生物信息学分析表明，StDIR1 和 StDIR2 均为分泌型蛋白质，分别在不同的位置包 含了 N-糖基化位点，二者同属 DIR-b 亚家族成员。 （2 ）不论是致病疫霉、H O 还是 NO 的侵染，均可诱导StDIR1 基因不同程度的上 2 2 调表达，但是晚疫病感性品种中该基因的最大表达要明显晚于抗性品种。 StDIR2 基因同样可分别被致病疫霉、H2O2 或 NO 所诱导，但它们的表达趋势一致， 即在 6 h 表达产物大量积累，随后表达降低直至 24 h 后再次回升并保持较高水平表达。 （3 ）切割损伤可诱导StDIR1 基因的表达，并在 24 h 到 48 h 间达到最高，而致病 疫霉和切割损伤的共同诱导则使表达产物在 12 h 时达到最高；但是 StDIR2 基因的诱导 无明显规律。 （4 ）不论在抗性品种还是感性品种中，StDIR1 基因在马铃薯组织根、茎、叶和花 中表达量依次降低；但在块茎中表达明显不同，即在抗性品种中该基因表达量较高，但 在感性品种中几乎不表达。 I 摘  要  关键词 dirigent 蛋白质 马铃薯晚疫病 植物抗病