木香花抗黑斑病基因RbRdr1的克隆与表达分析

发布时间：2021-10-15 13:34

　　月季黑斑病是由真菌蔷薇盘二孢（Marssonina rosae）引起的。本研究以高抗黑斑病菌的野生种木香花（Rosa banksiae）作为实验材料,采用TA克隆法和RACE技术,克隆获得抗黑斑病候选基因RbRdr1 （GenBank登录号MK584935）,并对其进行相关生物信息学分析。序列分析结果显示, RbRdr1含有1个3 396 bp的完整的开放阅读框,能编码1 131个氨基酸;其编码的蛋白是一个亲水性蛋白,亚细胞定位于线粒体及过氧化物酶体上,不具有信号肽及跨膜结构域。氨基酸同源序列多重比对发现,该基因与野蔷薇（R.multiflora）和玫瑰（R.rugosa）具有较高的同源性,其中与野蔷薇同源性为86%,玫瑰同源性为84%。实时荧光定量PCR结果表明,该基因在木香花不同组织中均有表达且存在组织特异性,在幼叶及成熟叶中的表达量相对较高,在根、茎及花瓣中的表达量相对较低。RbRdr1基因在受黑斑病菌侵染不同时期的成熟叶片中,其相对表达量均表现为诱导积极上调,且在侵染6 h最高。综上, RbRdr1基因可能参与了木香花与黑斑病菌早期的互作过程。 

【文章来源】：植物生理学报. 2020,56(12)北大核心CSCD

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【部分图文】：

图1 月季黑斑病菌及其引起的病害

为进一步分析Rb Rdr1蛋白质的功能,利用分析软件Bioedit 7.0中的Clustal W程序将木香花的氨基酸序列与其同源物种的氨基酸序列进行多重序列比对,用拟南芥(Arabidopsis thaliana)作为外类群。结果(图3)显示,木香花与蔷薇科植物的Rdr1蛋白氨基酸序列相似较高;木香花Rb Rdr1基因与蔷薇属中相应基因同源性较高,其中与野蔷薇同源性为86%,与玫瑰同源性为84%。图3 木香花与其他同源物种的Rdr1氨基酸序列多重比对

图2 Rb Rdr1蛋白的二级结构及三级结构为了进一步研究木香花抗黑斑病基因Rb Rdr1序列与其他同源物种序列之间的进化关系与相似度大小,构建系统发育树。图4发现,其与蔷薇属植物的亲缘关系最近。亲缘关系与基因同源性比较结果一致。通过生物信息学软件PFAM分析蛋白质保守结构域,结果显示Rb Rdr1基因编码蛋白在第18～188个氨基酸残基位置属于TIR同源结构域,其主要进行细胞间信号的转导,在动物中作用于信号传导蛋白与Toll受体之间(Armant和Fenton2002);在第207～424个氨基酸残基是Rb Rdr1基因编码蛋白的NB-ARC结构域,该核酸结合位点及富含亮氨酸重复区域广泛存在于动物细胞死亡调节因子和植物抗性蛋白之中,负责信号转导过程(Van der Biezen和Jones 1998)。总之,上述结果暗示Rb Rdr1与其他植物Rdr1蛋白可能具有相似功能和潜在的应用价值。


本文编号：3438074