CabZIP63通过调节CaWRKY40在辣椒抗青枯病和耐高温中起重要作用

摘要

本实验室前期研究发现 CaWRKY40在辣椒（Capsicum annuum）应答青枯菌接种（RSI）和高温高湿（HTHH）胁迫中均起正调节作用，但其分子机制仍不清楚。本文进一步研究了辣椒bZIP家族的成员CabZIP63在CaWRKY40介导的辣椒耐高温和抗青枯病反应中的作用。结果表明，辣椒植株叶片中的CabZIP63在青枯菌接种（RSI）和高温高湿（HTHH）处理下均被诱导表达，其表达产物CabZIP63主要分布于细胞核内。染色质免疫共沉淀（ChIP）实验表明CabZIP63可与CabZIP63启动子（pCabZIP63）及CaWRKY40启动子（pCaWRKY40）结合，且以依靠C-box或G-box的方式激活由pCabZIP63和pCaWRKY4驱动的β-葡萄糖醛酸酶（GUS）报告基因表达。病毒诱导基因沉默（VIGS）介导的CabZIP63沉默使辣椒植株对RSI的抗性和对HTHH的耐性明显减弱，并伴随着免疫相关标记基因CaPR1、CaNPR1、CaDEF1以及耐热相关标记基因CaHSP24的表达下调；另一方面，CabZIP63瞬间超表达可激发辣椒叶片产生过敏性细胞死亡以及免疫和耐热相关标记基因转录表达的上调。相反地，CabZIP63-SRDX在辣椒叶片上的瞬间超表达可使免疫和耐热相关标记基因的转录表达下调。我们还发现RSI和HTHH均能够促进CabZIP63对pCaWRKY40的结合，CabZIP63的瞬间超表达可使辣椒叶片上 CaWRKY40的转录水平显著上调，且增强 CaWRKY40与CaPR1、CaNPR1、CaDEF1和CaHSP24等基因启动子的结合。此外，CaWRKY40的瞬间超表达也能提高辣椒叶片上 CabZIP63的转录表达。这些结果表明，CabZIP63在转录水平和转录后水平上以直接或间接的方式调控CaWRKY40的表达，CabZIP63和CaWRKY40可形成正反馈环参与辣椒应答RSI或HTHH反应。该结果有助于进一步阐明CaWRKY40介导的辣椒应答RSI和HTHH信号通路相互作用分子机制。

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1. 前言

1.1 WRKY转录因子的研究进展

1.2 bZIP转录因子的研究进展

1.3 研究意义

2. 材料与方法

2.1 实验材料

2.2 实验方法

3. 结果与分析

3.1 CabZIP63的克隆及序列分析

3.2 CabZIP63的亚细胞定位

3.3 高温高湿、青枯菌和外源激素SA、MeJA、ABA、ETH对CabZIP63表达的促进作用

3.4 CabZIP63在转录水平上对自身表达的调控作用

3.5 CabZIP63的基因沉默对辣椒在耐高温、抗青枯菌及下游相关抗性基因转录表达水平上的影响

3.6 瞬间超表达CabZIP63或CabZIP63-SRDX对辣椒细胞死亡、免疫应答和耐热性相关基因表达的调控作用

3.7 CabZIP63结合CaWRKY40启动子上的G-box和C-box

3.8 RSI或HTHH对CabZIP63结合CaWRKY40启动子的影响

3.9 CabZIP63和CaWRKY40在转录水平上的相互关系

3.10 瞬间超表达CabZIP63对CaWRKY40结合下游抗性基因启动子的影响

4. 讨论

4.1 CabZIP63是辣椒bZIP转录因子家族的成员

4.2 CabZIP63在辣椒应答青枯菌侵染和高温高湿胁迫过程中起着正向调节作用

4.3 CabZIP63和CaWRKY40通过形成正反馈环协同参与辣椒应答青枯菌侵染和高温高湿胁迫过程

4.4 CaNPR1可能作为CabZIP63和CaWRKY40正反馈环的中间环节参与辣椒应答青枯菌侵染和高温高湿胁迫过程

参考文献

附录

致谢