中国野生毛葡萄芪合酶基因表达及对葡萄抗白粉病的影响

• 作者: 丁茜 赵凯茜 王跃进
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 中国野生毛葡萄 芪合酶基因 白藜芦醇 白粉病 遗传转化 抗病性
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 植物保护
• 页码范围: 310-323
• 页数: 14页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2021.02.007

摘要

[目的]克隆中国野生毛葡萄(Vitis quinquangularis)'丹凤-2'芪合酶(stilbene synthase)基因(STS)并研究其功能,为提高欧洲葡萄(V.vinifera)的白粉病抗性及品质提供依据.[方法]利用同源克隆法获得中国野生毛葡萄'丹凤-2'芪合酶基因VqSTS9和VqSTS21,构建植物过表达载体;用无核白单芽茎段诱导出分生愈伤组织,作为农杆菌介导法遗传转化的受体材料,获得抗性植株,经过不同水平检测,确定转基因植株;对野生型和转基因植株叶片人工接种葡萄白粉病菌(Uncinula necator),通过显微技术观察叶片受白粉病菌侵染后的情况,比较两者对白粉病的抗性;利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析野生型和转基因植株在自然条件和接种白粉病菌后STS及其相关基因的表达,用高效液相色谱法(HPLC)检测转基因植株中芪类物质的种类与含量.[结果]同源序列克隆得到VqSTS9(JQ868689)与VqSTS21(JQ868677)的cDNA序列,长度为1179 bp.经PCR和Western blot检测,鉴定出过表达VqSTS9无核白植株4株和过表达VqSTS21无核白植株3株.显微观察发现,与野生型植株相比,转VqSTS9和VqSTS21植株叶片上的菌丝生长较慢,表现出对白粉病的抗性.qRT-PCR结果表明,自然生长条件下,与野生型植株相比,转VqSTS9和VqSTS21植株STS的表达量提高,STS上游苯丙氨酸裂解酶基因(PAL)、下游白藜芦醇糖基转移酶基因(RSGT)、转录因子基因(MYB14、MYB15)的表达量均不同程度上升,而查尔酮合成酶基因(CHS)表达量降低;人工接种白粉病菌后,与野生型植株相比,转基因植株STS表达量显著上调.高效液相色谱分析表明,自然条件下,芪类物质主要以反式云杉新苷形式存在,转基因植株芪类物质的含量高于野生型植株;在接种白粉病菌诱导表达后,除了反式云杉新苷,还产生了反式白藜芦醇和葡萄素,即转基因植株体内芪类物质的种类和含量均有所增加.[结论]将VqSTS9、VqSTS21转入无核白后,转基因植株STS的表达量增高,芪类物质的含量与种类增加,并抑制白粉病菌的生长.因此,中国野生毛葡萄'丹凤-2'携带的VqSTS9和VqSTS21能够增强欧洲葡萄对白粉病的抗性,'丹凤-2'可用作葡萄抗病性育种的种质资源.