PhJAZ1蛋白对毛竹中抗虫相关代谢物和SPL家族基因的影响

摘要

PhJAZ1蛋白是不同类型毛竹叶差异应对害虫取食的核心,然而其分子信号途径的下游,特别是SPL家族,及其对抗虫相关次生代谢物的影响依然未知.本研究先在拟南芥JAZ1缺失性突变体(jaz1)背景下构建了PhJAZ1蛋白的过表达植株(PhJAZ1-OX/jaz1),并检测了不同基因型植株中单宁、黄酮及生物碱等次生代谢物质的含量;然后,通过棉铃虫饲喂试验分别测定了取食不同基因型拟南芥叶片对棉铃虫2龄幼虫体重和存活率的影响;同时,通过同源表达的手段(瞬时表达体系),在毛竹幼苗中过表达了PhJAZ1蛋白,并分析了PhJAZ1对下游PhSPL家族基因表达量的影响,及其对次生代谢物含量的影响.结果表明:与携带jaz1的拟南芥植株相比,PhJAZ1-OX/jaz1植株叶片中的单宁和生物碱含量分别减少了40.5%和70.8%(P<0.01);与取食携带jaz1的拟南芥相比,取食PhJAZ1-OX/jaz1拟南芥叶片的棉铃虫2龄幼虫的体重和存活率分别提高了195.8%和36.7%(P<0.01);与野生型毛竹相比,PhJAZ1过表达毛竹中的单宁含量减少了11.7%(P<0.05);此外,毛竹中过表达PhJAZ1能显著上调24个PhSPL家族基因(PhSPL6-2、PhSPL3-3、PhSPL9-1、PhSPL9-2等)的表达.以上结果说明,毛竹中的PhJAZ1能在转录水平上影响多个PhSPL家族基因的表达,进而抑制部分抗虫相关次生代谢物质的积累,最终起到钝化毛竹抗虫性的效果.