棉花GhPBL1基因克隆及抗枯萎病功能研究

摘要

【目的】克隆棉花中类受体胞质激酶(RLCK)基因GhPBL1,并进行抗枯萎病功能研究,为棉花抗病分子育种提供新的基因资源。【方法】基于枯萎病菌诱导棉花根部基因表达谱数据,并结合棉花数据库,从中筛选并克隆棉花RLCK家族基因GhPBL1,利用生物信息学软件分析其序列特征,采用实时荧光定量技术(qRT-PCR)检测基因在不同抗性品种的不同组织及枯萎病菌和外源激素处理下的表达情况,并通过病毒诱导基因沉默(VIGS)技术研究GhPBL1基因的抗枯萎病功能。【结果】GhPBL1基因的开放阅读框(ORF)为1116 bp,编码371个氨基酸残基,含有STYKc保守结构域,位于第81~360位氨基酸,属于RLCK家族基因。GhPBL1基因在抗病材料和感病材料的根、茎和叶中均有表达,且均在根中的相对表达量最高。枯萎病菌处理后,抗病材料中GhPBL1基因的表达水平明显高于感病材料。水杨酸(SA)和茉莉酸甲酯(MeJA)均能诱导GhPBL1基因的表达,但该基因对SA胁迫响应时间早于MeJA胁迫。与对照植株(TRV∶00)相比,TRV∶GhPBL1沉默植株更易感病,且其抗病相关基因GhEDS1、GhCCR1、GhHCT1和Gh4CL的相对表达量显著(P<0.05)较低,但GhPR5基因的相对表达量极显著(P<0.01)较高。【结论】GhPBL1基因具有明显的组织表达特异性,在抗病材料和感病材料中的表达水平存在差异,能被枯萎病菌诱导表达上调,且能响应SA和MeJA胁迫,推测GhPBL1基因在棉花抗枯萎病和外源激素胁迫中发挥正调控作用。