蒜芥茄PR-10基因的克隆与表达分析

摘要

黄萎病是由轮枝菌属(Verticillium spp.)真菌引起的一种土传病害,是茄子生产中的重要病害之一,严重影响茄子的产量和品质。目前,对于茄子黄萎病的防治还限于嫁接和化学防治,但二者均不能较好防止该病的发生,而挖掘茄子中黄萎病抗性基因,结合基因工程技术培育抗病品种,是防治黄萎病的最佳途径。蒜芥茄(Solanum sisymbriifolium Lam.)为云南野生茄,对黄萎病具有高抗性。PR基因是编码植物病程相关蛋白(pathogenesis related protein)的基因,与植物抗病防御密切相关,其中,PR10蛋白是具有核酸酶相似结构的一类蛋白,但其在蒜芥茄中的抗病作用机制尚不明确。本研究以蒜芥茄为试验材料,利用前期建立的蒜芥茄转录组数据库,通过RT-PCR技术从中分离并克隆得到PR10同源基因,命名为SsPR-10,测序得到645 bp,其中基因编码区长480 bp,共编码159个氨基酸。将测序得到的编码区序列进行生物信息学分析,结果显示:SsPR-10蛋白是分子量为17.71 kDa、等电点为5.54的酸性亲水蛋白;跨膜区和信号肽预测显示SsPR-10蛋白无跨膜区和信号肽;亚细胞定位结果表明SsPR-10定位于细胞质;保守结构域预测结果显示,SsPR-10含有“P-LOOP”环(47~52位)和保守序列PATHOGENESIS_BETVI(88~120位)。序列比对与系统进化树分析结果表明,SsPR-10蛋白与黄果茄PR10蛋白同源性最高,其次是马铃薯STH-2蛋白。通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术对SsPR-10基因的表达进行分析,SsPR-10在蒜芥茄根部的表达量最高,具有组织特异性;在接种大丽轮枝菌(V.dahliae)24h后,SsPR-10的表达量达到初始表达量的8.16倍,表明黄萎病病菌可能诱导SsPR-10的表达。本研究对野生蒜芥茄PR-10基因进行了克隆和表达分析,为进一步研究SsPR-10基因响应黄萎病等生物胁迫的机制提供一定的理论基础。