木薯MeHsfB3a基因的克隆及其抗细菌性枯萎病功能鉴定

摘要

木薯是热带地区重要的粮食作物,菜豆黄单胞菌属木薯细菌性枯萎病致病种(Xanthomonas phoseoli pv.manihotis,Xpm)侵染引起的细菌性枯萎病是木薯的重要病害。挖掘、鉴定木薯抗Xpm病原菌侵染的基因,并解析其抗病机制有利于开发木薯抗病种质。植物热激转录因子(heat shock transcription factors,Hsfs)在植物抵御生物胁迫和非生物胁迫的过程中发挥重要作用。本研究利用RT-PCR技术从‘华南8号’(‘SC8’)木薯品种克隆热激蛋白转录因子基因MeHsfB3a的全长。生物信息学分析发现MeHsfB3a含有2个外显子和1个内含子,全长729 bp,编码242个氨基酸,蛋白理论相对分子质量27.9 kDa,理论等电点pI为7.59,理论不稳定系数为56.86,属于不稳定蛋白质,亲水性平均指数-0.880,表明该蛋白水溶性较好,脂溶指数为65.98。亚细胞定位预测该蛋白可定位于细胞核。利用qRT-PCR技术分析发现MeHsfB3a在嫩叶、成熟叶、顶芽、叶柄、块根、须根均有表达,在成熟叶中的表达量最高,在其他器官中的表达量较少。采用Xpm HN11病原菌侵染木薯‘SC8’叶片0、3、6 h和1、3、6 d后分析MeHsfB3a表达,发现1 d以后该基因的表达显著提高。说明MeHsfB3a参与‘SC8’木薯对Xpm HN11病原菌的响应过程。采用VIGS技术沉默木薯‘SC8’的MeHsfB3a基因,该基因沉默效率降低了68.26%~82.44%。接种Xpm HN11病原菌至沉默植株叶片,于接菌0、3、6 d进行发病情况分析,发现沉默植株的病斑面积显著高于对照。本研究鉴定了热击蛋白转录因子基因MeHsfB3a参与木薯抗Xpm HN11病原菌侵染的过程,有助于进一步解析木薯对细菌性枯萎病的抗病机理。