黃瓜CsABC19和CsPDR響應(yīng)霜霉威脅迫的功能分析.pdf

1、黃瓜作為世界蔬菜生產(chǎn)的重要栽培作物，因其味道清香、口感爽脆，深受人們喜愛，在市場消費中占有重要地位。然而黃瓜在生產(chǎn)過程中經(jīng)常受到多種病害和蟲害的危害，嚴重影響產(chǎn)量或者品質(zhì)，其中黃瓜霜霉病的影響最為嚴重。霜霉威(propamocarb，PM)是一種可以有效控制黃瓜霜霉病的殺菌劑，主要以噴施方式進行防治，病害得到防治的同時，也會使霜霉威在黃瓜體內(nèi)產(chǎn)生殘留。近年來，隨著生活質(zhì)量的提高，人們越來越重視食品安全問題，尤其是農(nóng)藥殘留。因此，黃瓜低農(nóng)

2、藥殘留性的研究，不僅可以有效減少農(nóng)藥使用量，降低生產(chǎn)成本，減少對環(huán)境的污染，還能更好地防止對人體健康的危害。
　　ABC轉(zhuǎn)運蛋白基因在植物解毒代謝中起著重要的作用，參與多種抗逆反應(yīng)。本研究選取黃瓜低殘留品系D0351和高殘留品系D9320為研究對象，克隆了2個ABC轉(zhuǎn)運蛋白基因，并在生物信息學(xué)分析、表達模式分析、遺傳轉(zhuǎn)化驗證等方面展開了研究，主要結(jié)果如下:
　　(1)基于低霜霉威殘留品系D0351霜霉威脅迫處理的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，

3、得到29個差異表達ABC轉(zhuǎn)運蛋白基因，進化分析表明這些ABC轉(zhuǎn)運蛋白基因分別屬于5個ABC亞家族的成員，包括ABCB6個、ABCC7個、ABCG10個、ABCF2個、ABCI4個。
　　(2)利用qRT-PCR技術(shù)分析了黃瓜CsABC19、CsPDR和CsMRP基因經(jīng)霜霉威脅迫后的表達情況，發(fā)現(xiàn)在低殘留品系D0351和高殘留品系D9320中，受霜霉威脅迫CsABC19轉(zhuǎn)錄水平分別呈現(xiàn)誘導(dǎo)上調(diào)和下調(diào)，CsPDR轉(zhuǎn)錄水平均呈誘導(dǎo)上調(diào)，

4、而CsMRP轉(zhuǎn)錄水平均呈誘導(dǎo)下調(diào)。霜霉威處理下不同時期不同組織表達分析表明，黃瓜CsABC19和CsPDR基因在低殘留品系D0351中被誘導(dǎo)表達增加的倍數(shù)要高于高殘留品系D9320，并且其能快速響應(yīng)霜霉威信號，能夠在霜霉威脅迫初期發(fā)揮重要作用。
　　(3)不同組織的表達分析結(jié)果顯示黃瓜CsABC19和CsPDR基因呈組成性表達，且具有組織差異性和品種差異性，D0351的生殖器官中（果皮、果肉、雌花和雄花）表達量高于D9320，相反

5、，營養(yǎng)器官中（葉片、莖和根）表達量低于D9320。
　　(4)克隆了黃瓜CsABC19和CsPDR基因，分別屬于ABCF亞家族和ABCG亞家族，多序列比對結(jié)果表明，CsABC19與其他植物ABC蛋白的氨基酸序列在WalkerA、WalkerB以及ABC標(biāo)簽基序處高度保守;CsPDR基因編碼的蛋白具有全轉(zhuǎn)運子結(jié)構(gòu)，包含2個跨膜結(jié)構(gòu)域(trans-membrane domains)和2個核苷酸結(jié)合區(qū)域(nucleotide bindi

6、ng domains);啟動子序列預(yù)測分析發(fā)現(xiàn)，存在調(diào)控真核基因轉(zhuǎn)錄的基本元件和一些與激素及脅迫誘導(dǎo)等相關(guān)的調(diào)控元件。同時構(gòu)建了CsABC19和CsPDR基因過表達載體。
　　(5)利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法將構(gòu)建的CsABC19基因植物過量表達載體導(dǎo)入擬南芥，獲得轉(zhuǎn)基因純合株系，進一步對轉(zhuǎn)基因及野生型進行霜霉威和糖脅迫處理，結(jié)果表明，CsABC19基因提高了轉(zhuǎn)基因植株對霜霉威和糖脅迫的適應(yīng)性和耐性，并且使轉(zhuǎn)基因植株的霜霉威殘留量有所降低。

7、
　　(6)成功構(gòu)建CsABC19基因與綠色熒光蛋白(GFP)的融合表達載體，通過綠色熒光蛋白(GFP)瞬時表達系統(tǒng)分析檢測，CsA BC19基因在細胞核、細胞膜及細胞質(zhì)中表達。
　　(7)研究了黃瓜649和D9320品種對Kar的敏感性。黃瓜649和D9320的Kan不定芽誘導(dǎo)選擇壓濃度分別為75mg/L和50mg/L，根誘導(dǎo)選擇壓濃度均為50mg/L。最佳侵染時間為20min，最佳共培養(yǎng)時間為3d。
　　(8)獲得