甘蓝型油菜COI1的调控功能分析

• 作者: 丁永强 尹国英 张洁 张洪博 张鼎宇 李加纳 杨小川 王文静 石小于 马浩然
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 甘蓝型油菜 COI1 茉莉素 雄性不育 蚜虫抗性
• 年，卷（期）: 2015,（10）
• 所属期刊栏目: 作物遗传育种?种质资源?分子遗传学
• 页码范围: 1882-1891
• 页数: 10页
• 语种: 中文

摘要

【目的】研究甘蓝型油菜中茉莉素受体复合体核心成员CORONATINE INSENSITIVE 1（COI1）蛋白的基因表达特性及生理调控功能。【方法】利用基因组数据分析甘蓝型油菜及其亲本种白菜和甘蓝基因组的COI1构成情况；使用定量和半定量RT-PCR扩增方法检测油菜COI1的组织特异性表达；克隆油菜COI1保守区片段，构建病毒诱导的基因沉默（virus-induced gene silencing，VIGS）载体，以农杆菌侵染方法培育VIGS诱导COI1沉默的油菜植株，然后，用鉴定出的COI1沉默植株研究油菜COI1在育性调控及虫害抗性等方面的调控功能。【结果】基因组数据分析表明，甘蓝型油菜亲本种白菜和甘蓝共有7个高度同源的COI1，依序列同源性可分为4类：COI1a、COI1b.1、COI1b.2和COI1c；甘蓝型油菜有8个COI1，也由上述几类同源基因组成。半定量和定量RT-PCR扩增试验表明甘蓝型油菜COI1在茎中的表达水平最低。从培育的VIGS诱导COI1沉默油菜中，共鉴定出COI1表达水平被抑制超过70%的株系25个，其中抑制效果最明显的10个株系被用于育性调控及蚜虫抗性试验。育性分析结果证明，VIGS沉默COI1油菜的结实能力受到严重影响，其角果在授粉20 d以后的长度只达到对照油菜角果授粉5d后的长度，且角果中无正常种子；沉默COI1油菜的雄蕊长度短于相同花期的对照油菜雄蕊，其花药开裂延迟；显微观察发现，沉默COI1油菜的花粉中有超过80%呈不正常形态。在相同处理条件下进行的蚜虫抗性比较试验中，沉默COI1油菜叶片上的蚜虫数量超过对照油菜1倍多，而且有很多小蚜虫围绕大蚜虫的虫落，繁殖态势比对照油菜叶片上的蚜虫旺盛。【结论】甘蓝型油菜COI1具有组织特异表达特性，沉默COI1会导致油菜雄性不育性状发生，并降低油菜植株对蚜虫的抗性。