番茄IMPα-β和LYK家族基因的鑒定、表達(dá)模式分析和功能研究.pdf

1、在植物細(xì)胞中有選擇性的雙向運(yùn)輸大分子穿過(guò)核膜，以此來(lái)調(diào)控各種不同的細(xì)胞活動(dòng)，例如信號(hào)的識(shí)別和轉(zhuǎn)導(dǎo)、蛋白質(zhì)互作和基因的表達(dá)等。通過(guò)核質(zhì)運(yùn)輸載體importinα and importinβ(IMPα/β)進(jìn)行的大分子有選擇性的雙向核質(zhì)運(yùn)輸在廣泛的生物進(jìn)程中具有非常重要的意義。而LysM型類受體蛋白激酶(receptor-like protein kinase containing LysM motif，LYK)主要是植物中通過(guò)識(shí)別含有N-

2、乙酰氨基葡萄糖基成分的信號(hào)分子，參與宿主植物和其特定的微生物之間共生關(guān)系的建立，并在植物的生長(zhǎng)發(fā)育和抗病反應(yīng)中具有重要作用。本研究分析了番茄中的IMPαs/βs和LYKs家族基因的表達(dá)模式，利用病毒誘導(dǎo)基因沉默(virus-induced gene silencing，VIGS)的方法逐一沉默番茄IMPαs/βs和LYKs家族基因，探索了IMPαs/βs和LYKs兩個(gè)基因家族成員在抗病途徑中的可能作用。
　　本研究分離鑒定到番茄中

3、6個(gè)SlIMPα基因和15個(gè)SlIMPβ基因。SlIMPαs主要由IBB結(jié)構(gòu)域和8-10個(gè)ARM repeats串聯(lián)組成，SlIMPβs主要由19-20個(gè)相似的HEAT repeats組成。表達(dá)模式分析表明，在SA、JA和ACC等激素處理和灰霉菌（Botytis cinerea）、Pseudomoas syringae pv.tomato(Pst) DC3000等病原菌侵染下，SlIMPα/β家族基因的誘導(dǎo)表達(dá)模式各不相同。SlIMPα

4、1和SlIMPα6基因同時(shí)能被SA、JA和ACC誘導(dǎo)表達(dá)，而SlIMPα1、SlIMPα2、SlIMPα3、SlIMPα6同時(shí)能被Pst DC3000和B.cinerea誘導(dǎo)表達(dá);而SlIMPβs的表達(dá)模式更為復(fù)雜。利用VIGS方法，逐個(gè)降低SlIMPα/β家族基因的表達(dá)水平后發(fā)現(xiàn)，SlIMPαl沉默植株能自發(fā)誘導(dǎo)活性氧的產(chǎn)生，且在無(wú)病原菌侵染時(shí)沉默植株中的活性氧產(chǎn)生的正調(diào)控基因SlRbohI和SlCAT1的表達(dá)水平極顯著性上調(diào)，活性氧

5、產(chǎn)生的負(fù)調(diào)控基因SlSOD的表達(dá)水平極顯著性下調(diào);SlIMPα6沉默植株對(duì)灰霉菌的敏感性增強(qiáng)，抗性降低。SlMPβ3、SlIMPβ6和SlIMPβ9等三個(gè)基因的沉默植株的形態(tài)學(xué)表型發(fā)生改變，葉片畸形;SlIMPβ13沉默植株對(duì)B.cinerea的抗性降低，活體接種灰霉菌24h時(shí)，SlPR1b、SlPIⅠ和SlPIⅡ等防衛(wèi)相關(guān)基因的表達(dá)量與對(duì)照相比顯著性或極顯著性下調(diào)。這些結(jié)果表明，SlIMPα/β家族基因在番茄的正常生長(zhǎng)發(fā)育和對(duì)灰霉菌的

6、抗病反應(yīng)中具有重要作用。
　　本研究分離鑒定到番茄中14個(gè)SlL YKs基因。研究發(fā)現(xiàn)，在SA、JA和ACC等激素處理和灰霉菌（Botytis cinerea）、Pst DC3000等病原菌的侵染下，SlL YK家族基因的誘導(dǎo)表達(dá)模式各不相同。與對(duì)照相比，在SA和JA處理下，分別只有SlL YK7和SlL YK5、SlL YK11的轉(zhuǎn)錄表達(dá)水平無(wú)明顯差異，而其他基因都存在顯著性或極顯著性上調(diào);在ACC處理下，大多數(shù)基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)水