毛竹Phe WRKY1转录因子基因对转基因拟南芥抗病性的影响

摘要

仅存在于植物中的WRKY转录因子基因，构成转录因子超家族，广泛参与植物抗逆反应以及多种生理代谢过程。本研究从毛竹(Phyllostachys edulis)中克隆了一个Phe WRKYl基因，该基因的氨基酸序列含一个WRKY结构域和一个锌指结构C2H2，属于WRKY II亚组。Phe WRKY1基因编码蛋白的保守元件与禾本科植物甘蔗、水稻、小麦、黑麦草等有很高的一致性，在86%以上。用实时定量PCR方法分析目的基因表达模式。结果表明，对毛竹实生苗外施抗病信号分子水杨酸(SA)和茉莉酸(JA)均可以诱导Phe WRKY1增强表达;外施脱落酸(ABA)和干旱胁迫，Phe WRKY1表达无明显变化。野外毛竹林中感染毛竹丛枝病与枯稍病的感病株中Phe WRKY1基因表达也有所增强。对PheWRKY1基因构建植物过表达载体并转化模式植物拟南芥，转基因植株表现出不同的形态学特征，根系发达、叶片肥大、茎粗壮，提前开花且结种不良，推测Phe WRKY1基因的过表达影响了转基因株系的生长发育。为进一步分析Phe WRKY1基因是否调控植物抗病反应，本实验用丁香假单胞菌Pseudomonas syringae PVTomato DC3000(简称DC3000)侵染拟南芥，转基因株系的病斑被局限在一个区域内，周围无明显黄化坏死组织，而野生型的病斑会一直扩散，周围黄化，直至整片叶卷曲甚至枯萎。叶绿素荧光参数值的变化表明被侵染的转基因株系整体光合性能和利用同等光强的力优于被侵染的野生型植株。荧光定量PCR结果显示，在被侵染叶片和未被侵染叶片中，转基因株系中抗病相关基因PR1，PR2，PR5，NPR1的表达比野生植株更为强烈。