根中優(yōu)勢表達(dá)啟動(dòng)子的篩選和GhCPK33在棉花抗黃萎病中的功能研究.pdf

1、植物的生長和抗性通常處于對立的地位，植物免疫系統(tǒng)的激活通常影響生長發(fā)育，從而影響作物的產(chǎn)量，因此抗病基因在抗病育種上的應(yīng)用需要有精確的時(shí)空表達(dá)調(diào)控元件，一方面可以使作物獲得抗性，另一方面不影響作物的產(chǎn)量。組織特異型啟動(dòng)子使抗性基因僅在特異的組織中表達(dá)，從而使植株獲得抗性的同時(shí)能夠正常生長。
　　依賴于鈣離子的蛋白激酶（calcium-dependent protein kinases，CDPKs）不僅在生長發(fā)育中具有重要作用，在植

2、物的免疫系統(tǒng)中也具有重要的作用。前期工作是對棉花參與JA合成的GhOPR3(1，2-氧-植物二烯酸(OPDA)還原酶）酵母雙雜交結(jié)果進(jìn)行分析，獲得一個(gè)與GhOPR3互作的蛋白，同源比對分析后發(fā)現(xiàn)該蛋白的編碼基因與GhCPK33like相似度度最高，因此命名為GhCPK33。
　　本研究開展了棉花根優(yōu)勢表達(dá)啟動(dòng)子的分離與鑒定，并對GhCPK33的在棉花抗病方面的功能進(jìn)行了初步探究，取得的主要結(jié)果如下:
　　1.我們通過海島棉組

3、織表達(dá)數(shù)據(jù)庫分析，篩選到22個(gè)可能在根中優(yōu)勢表達(dá)的基因，并克隆了這些基因。通過PCR擴(kuò)增，獲得了2個(gè)根優(yōu)勢表達(dá)的啟動(dòng)子，構(gòu)建了表達(dá)載體分別轉(zhuǎn)化擬南芥和棉花。
　　2.表達(dá)分析發(fā)現(xiàn)GhCPK33在棉花的各個(gè)組織中均有表達(dá)，接種黃萎病菌后GhCPK33的表達(dá)變化不明顯;Me-JA處理1h時(shí)該基因的表達(dá)量明顯增加，但對于外源SA的處理，該基因的響應(yīng)沒有明顯的規(guī)律。
　　3.利用病毒誘導(dǎo)的基因沉默技術(shù)在海島棉中抑制GhCPK33基因

4、的表達(dá)后，增強(qiáng)了植株對黃萎病的抗性;同時(shí)發(fā)現(xiàn)在GhCPK33表達(dá)量下調(diào)的棉株中內(nèi)源茉莉酸活化形式榮莉酸異亮氨酸的含量升高，并且JA信號(hào)路徑的關(guān)鍵基因被激活;接種死體營養(yǎng)型真菌-灰霉菌后發(fā)現(xiàn)，GhCPK33表達(dá)量下調(diào)后增強(qiáng)了植株對灰霉菌的抗性。因此推測該基因可能通過影響茉莉酸信號(hào)路徑來調(diào)控棉花對黃萎病的抗性。
　　篩選根中優(yōu)勢表達(dá)的啟動(dòng)子，利用該啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)抗性基因，如GhCPK33，在根中優(yōu)勢表達(dá)，是目前獲得抗性品種的一個(gè)好的方法和