核桃JrNPR1基因的克隆与抗病响应潜力

摘要

病程相关基因非表达子NPR1(Nonexpressor of pathogenesis-related gene 1)基因,在植物抗病过程中起核心调控作用。核桃(Juglans regia)是我国乡村振兴的重要经济油料树种,其生长和产量严重受病虫害制约。为探索核桃抗病生理机制,筛选抗病基因,以‘香玲’核桃为试材,克隆获得JrNPR1基因,对其基本生物信息和病害响应进行分析,预测JrNPR1响应病害的功能。结果显示:JrNPR1基因开放读码框(ORF)长1782 bp,包含593个氨基酸,理论等电点为6.40;与杨梅(Morella rubra)、蓖麻(Ricinus communis)等同源蛋白进行多序列比对,发现均有NPR1-like-C保守结构域,且JrNPR1与杨梅和欧洲栓皮栎(Quercus suber)等的同源蛋白具有较近的进化关系。其上游1233 bp启动子中含有多种与植物抗病相关的顺式作用元件,如,WRKY71OS。在胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)、矩圆黑盘孢菌(Melanconium oblongum)、黄单胞菌(Xanthomonas campestris)等病原处理下,JrNPR1被显著诱导,且其表达在水杨酸(Salicylic acid,SA)存在下高出单一病原处理的1.31~178.89倍。表明JrNPR1基因可能是抵抗核桃炭疽病、枝枯病、细菌性黑斑病的重要基因,且涉及SA信号通路。