棉花PR蛋白家族分析及PR10、PR17的功能研究.pdf

1、PR蛋白是植物在逆境條件下產(chǎn)生的一類蛋白質(zhì)，在植物抗病反應(yīng)中有重要作用。大麗輪枝菌引起的棉花黃萎病被稱為棉花的“癌癥”。為了探明PR蛋白在棉花抗病反應(yīng)中的作用，為棉花抗黃萎病提供候選基因，本研究以實(shí)驗(yàn)室前期所構(gòu)建的黃萎病菌脅迫下海島棉Pima90-53的全長cDNA文庫為基礎(chǔ)，通過在棉花D基因組上比對(duì)篩選，獲得50個(gè)棉花PR蛋白基因。利用實(shí)時(shí)熒光定量PCR對(duì)部分基因在黃萎病菌和信號(hào)分子脅迫下的表達(dá)情況進(jìn)行分析。采用VIGS技術(shù)沉默PR基

2、因，對(duì)基因沉默后的植株黃萎病抗性、生理特性及對(duì)其它PR蛋白的影響進(jìn)行了分析。主要研究結(jié)果如下:
　　1.從黃萎病菌脅迫下的Pima90-53的全長cDNA文庫中，篩選得到分別屬于9個(gè)PR家族的50個(gè)基因。其中有3個(gè)屬于PR1家族、1個(gè)屬于PR2家族、2個(gè)屬于PR3家族、7個(gè)屬于PR4家族、12個(gè)屬于PR5家族、2個(gè)屬于PR8家族、19個(gè)屬于PR9家族、3個(gè)屬于PR10家族、1個(gè)屬于PR17家族。
　　2.在Pima90-53

3、中，PR1、PR4、PR8和PR17受黃萎病菌誘導(dǎo)大量表達(dá)，PR2、PR3、PR5和PR9也可被黃萎病菌顯著誘導(dǎo);在中棉所8號(hào)中，PR1、PR3、PR8、PR9、PR10和PR17可被黃萎病菌顯著誘導(dǎo)，PR2、PR4、PR5表達(dá)受抑制。證明PR蛋白在棉花抗黃萎病反應(yīng)中起作用。
　　3.在Pima90-53中，SA、ET誘導(dǎo)PR1、PR4、PR8、PR10和PR17表達(dá)，MeJA誘導(dǎo)PR1、PR4、PR8和PR17表達(dá)，抑制PR10

4、的表達(dá);在中棉所8號(hào)中，SA誘導(dǎo)PR4、PR17的表達(dá)，抑制PR1、PR8、和PR10的表達(dá)，ET誘導(dǎo)PR4、PR8、PR10和PR17表達(dá)，抑制PR1的表達(dá)，MeJA誘導(dǎo)PR1、PR4和PR17，抑制PR8和PR10表達(dá)。綜合這些基因的具體表達(dá)情況，推測本研究中的PR1、PR4、PR8可能參與JA信號(hào)通路，PR10、PR17可能參與SA信號(hào)通路。
　　4.黃萎病菌侵染后，與對(duì)照植株相比，PR10沉默植株莖中的木質(zhì)素含量增加;葉片

5、中的H2O2含量增加，MDA含量減少，SOD、POD活性升高，CAT活性降低;PR4、PR17基因表達(dá)量顯著增加;植株抗性增強(qiáng)。證明PR10在棉花抗黃萎病反應(yīng)中具有重要作用。
　　5.黃萎病菌侵染后，與對(duì)照植株相比，PR17沉默植株莖中的木質(zhì)素含量增加;葉片中的H2O2含量增加，MDA含量減少，SOD活性升高，POD活性無明顯變化，CAT活性降低;PR1、PR4、PR8基因表達(dá)量顯著增加;植株抗性提高。證明PR17在棉花抗黃萎病反