霜疫霉诱导的荔枝果皮几丁质酶活性及其基因表达分析
发布时间：2021-10-02 01:34
为探究荔枝果皮几丁质酶对霜疫霉病抗性中的功能,本研究以抗病品种‘黑叶’和感病品种‘桂味’为试验材料,分析荔枝果皮中的几丁质酶活性和基因表达情况。结果表明,果皮中几丁质酶活性不同,其与品种的抗病性正相关,霜疫霉菌侵染提高了果皮中酶活性。基于转录组数据,共检测到75条几丁质酶基因,在系统进化树上分为3枝。接种霜疫霉的抗病和感病品种果皮中差异表达基因有58条,表明几丁质酶基因响应霜疫霉入侵表达。不同进化分枝上的3个基因的表达水平因抗病性和接种时间的差异表达模式不同。LcChi3-1基因在抗病品种‘黑叶’中的表达水平远远高于感病品种‘桂味’,‘黑叶’果皮中LcChi3-1基因的表达水平与酶活性具有显著的相关性,表明其参与了对霜疫霉菌的抗病过程,并发挥主要作用。
【文章来源】：分子植物育种. 2020,18(11)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
霜疫霉侵染3 d的‘黑叶’和‘桂味’荔枝果皮
图1 霜疫霉侵染3 d的‘黑叶’和‘桂味’荔枝果皮对接种霜疫霉菌后的6 h、24 h和48 h的转录组数据分析，发现58条差异表达基因(图4)。不同时间不同处理的差异表达基因层阶聚类图中可以看出，‘黑叶’和‘桂味’的几丁质酶基因聚类分离，其在两个品种果皮中差异表达，并且同一品种的基因差异表达与时间有关。
根据转录组数据中基因表达分析的结果，从3组中各选择一个LcChi基因，并分析其在系统进化树中的定位(图3)。根据转录组的基因序列结构，设计引物(表1)。以Actin为内参，对基因的表达进行验证，分析LcChi在果皮中的表达水平。3个基因的表达模式存在差异，品种间几丁质酶的初始表达水平不一致(图5)。根据表达水平可以分为两类，第一类是LcChi1-1基因和LcChi2-1基因，第二类是LcChi3-1基因。第一类基因在‘桂味’中的表达水平持续高于‘黑叶’，随果实采后贮藏时间延长相对表达量上升；接种霜疫霉对该基因表达水平的影响较小。第二类基因LcChi3-1在抗病品种‘黑叶’中的初始表达水平较‘桂味’高，随贮藏时间和感病程度增加，该基因相对表达量持续上升。接种霜疫霉的果皮中，72 h和96 h的‘黑叶’果皮中该基因的相对表达量分别提高82倍和150多倍，‘桂味’果皮中相对表达量仅提高11倍和5倍。在未接种霜疫霉的对照中，较接种初期，‘黑叶’果皮中该基因的表达水平大幅度提升(63倍)，‘桂味’中基因相对表达量上升幅度较小(13倍)。表明，霜疫霉菌的入侵提高了该基因的表达水平，且抗病品种果皮中LcChi3-1基因的表达持续高于感病品种。
【参考文献】：
期刊论文
[1]朝仓花椒几丁质酶类似基因的克隆及分析[J]. 刘雪薇,赵懿琛,赵德刚. 基因组学与应用生物学. 2018(04)
[2]菊花几丁质酶基因ChCHI的克隆及表达分析[J]. 崔波,宋彩霞,王莹博,王若斓,蒋素华,梁芳,叶永忠. 河南农业大学学报. 2017(02)
[3]草莓几丁质酶基因FaChi1-FaChi4的转录特性及其对干旱胁迫、外施脱落酸及灰霉菌的响应[J]. 王亚,贺绥欢,裴越琳,陶宇逍,刘腾,杨泽浩,冷平. 中国农业大学学报. 2015(06)
[4]甘蔗几丁质酶基因ScChiⅣ1的克隆、序列分析及其表达[J]. 许颖,王竹青,吴期滨,陈云,杨春春,冯敏谢,苏亚春. 基因组学与应用生物学. 2015(06)
[5]鸭梨几丁质PbChiIV的克隆与表达[J]. 李朋朋,刘宁,张玉星,彭建营,董金皋. 中国农业科学. 2015(11)
[6]几种处理对采后荔枝果皮水分变化与褐变的影响[J]. 王凌云,孙进华,李博,王家保. 热带农业科学. 2013(03)
[7]采后荔枝果皮褐变过程中的生理变化研究(摘要)(英文)[J]. 王家保,王向社,徐碧玉,金志强. Agricultural Science & Technology. 2010(05)
[8]内生枯草芽孢杆菌BS-2防治荔枝霜疫病及其生化机理[J]. 蔡学清,胡方平,陈炜,林娜,林建强. 热带作物学报. 2010(02)
[9]几丁质酶活性与大豆抗疫霉根腐病的关系[J]. 左豫虎,芮海英,杨传平,刘惕若. 植物保护. 2008(06)
硕士论文
[1]荔枝果实对霜疫霉侵染抗性机制的初步研究[D]. 曹璐璐.海南大学 2017
[2]青霉菌侵染前后哈密瓜几丁质酶基因的克隆及表达变化研究[D]. 水蓓蓓.石河子大学 2016
本文编号：3417743
【文章来源】：分子植物育种. 2020,18(11)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
霜疫霉侵染3 d的‘黑叶’和‘桂味’荔枝果皮
图1 霜疫霉侵染3 d的‘黑叶’和‘桂味’荔枝果皮对接种霜疫霉菌后的6 h、24 h和48 h的转录组数据分析，发现58条差异表达基因(图4)。不同时间不同处理的差异表达基因层阶聚类图中可以看出，‘黑叶’和‘桂味’的几丁质酶基因聚类分离，其在两个品种果皮中差异表达，并且同一品种的基因差异表达与时间有关。
根据转录组数据中基因表达分析的结果，从3组中各选择一个LcChi基因，并分析其在系统进化树中的定位(图3)。根据转录组的基因序列结构，设计引物(表1)。以Actin为内参，对基因的表达进行验证，分析LcChi在果皮中的表达水平。3个基因的表达模式存在差异，品种间几丁质酶的初始表达水平不一致(图5)。根据表达水平可以分为两类，第一类是LcChi1-1基因和LcChi2-1基因，第二类是LcChi3-1基因。第一类基因在‘桂味’中的表达水平持续高于‘黑叶’，随果实采后贮藏时间延长相对表达量上升；接种霜疫霉对该基因表达水平的影响较小。第二类基因LcChi3-1在抗病品种‘黑叶’中的初始表达水平较‘桂味’高，随贮藏时间和感病程度增加，该基因相对表达量持续上升。接种霜疫霉的果皮中，72 h和96 h的‘黑叶’果皮中该基因的相对表达量分别提高82倍和150多倍，‘桂味’果皮中相对表达量仅提高11倍和5倍。在未接种霜疫霉的对照中，较接种初期，‘黑叶’果皮中该基因的表达水平大幅度提升(63倍)，‘桂味’中基因相对表达量上升幅度较小(13倍)。表明，霜疫霉菌的入侵提高了该基因的表达水平，且抗病品种果皮中LcChi3-1基因的表达持续高于感病品种。
【参考文献】：
期刊论文
[1]朝仓花椒几丁质酶类似基因的克隆及分析[J]. 刘雪薇,赵懿琛,赵德刚. 基因组学与应用生物学. 2018(04)
[2]菊花几丁质酶基因ChCHI的克隆及表达分析[J]. 崔波,宋彩霞,王莹博,王若斓,蒋素华,梁芳,叶永忠. 河南农业大学学报. 2017(02)
[3]草莓几丁质酶基因FaChi1-FaChi4的转录特性及其对干旱胁迫、外施脱落酸及灰霉菌的响应[J]. 王亚,贺绥欢,裴越琳,陶宇逍,刘腾,杨泽浩,冷平. 中国农业大学学报. 2015(06)
[4]甘蔗几丁质酶基因ScChiⅣ1的克隆、序列分析及其表达[J]. 许颖,王竹青,吴期滨,陈云,杨春春,冯敏谢,苏亚春. 基因组学与应用生物学. 2015(06)
[5]鸭梨几丁质PbChiIV的克隆与表达[J]. 李朋朋,刘宁,张玉星,彭建营,董金皋. 中国农业科学. 2015(11)
[6]几种处理对采后荔枝果皮水分变化与褐变的影响[J]. 王凌云,孙进华,李博,王家保. 热带农业科学. 2013(03)
[7]采后荔枝果皮褐变过程中的生理变化研究(摘要)(英文)[J]. 王家保,王向社,徐碧玉,金志强. Agricultural Science & Technology. 2010(05)
[8]内生枯草芽孢杆菌BS-2防治荔枝霜疫病及其生化机理[J]. 蔡学清,胡方平,陈炜,林娜,林建强. 热带作物学报. 2010(02)
[9]几丁质酶活性与大豆抗疫霉根腐病的关系[J]. 左豫虎,芮海英,杨传平,刘惕若. 植物保护. 2008(06)
硕士论文
[1]荔枝果实对霜疫霉侵染抗性机制的初步研究[D]. 曹璐璐.海南大学 2017
[2]青霉菌侵染前后哈密瓜几丁质酶基因的克隆及表达变化研究[D]. 水蓓蓓.石河子大学 2016
本文编号：3417743
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