文心兰OnFNR基因的克隆及抗软腐病功能鉴定

• 作者: 吴晓佩 徐小萍 叶炜 赖瑞联 赖钟雄
• 来源期刊: 西北植物学报
• 学科: 生物学
• 关键词: 文心兰 OnFNR基因 基因表达 转化 软腐病
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 研究报告
• 页码范围: 1-12
• 页数: 12页
• 分类号: Q785|Q786|Q789
• 语种: 中文
• DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.01.0001

摘要

为了解铁氧还蛋白NADP+氧化还原酶(FNR)在文心兰抵御软腐病过程中的作用,该研究采用RACE技术从文心兰'小樱桃'中克隆到一条OnFNR基因(登录号为KX461908),分析其序列特性和编码蛋白亚细胞定位情况,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析其在不同组织部位以及不同软腐病感病阶段的表达模式,构建OnFNR过表达载体并转化文心兰原球茎(PLBs),对转基因原球茎进行软腐病抗性评价.结果 显示:(1)文心兰OnFNR基因开放阅读框长为1080 bp,预测可编码含359个氨基酸、分子量为40066.14 Da、等电点为8.72的碱性蛋白;OnFNR具有典型的FAD结合结构域和NADW结合结构域,定位于叶绿体.(2)多序列比对和进化树分析发现,OnFNR与其他植物LFNR聚为一类,并与小兰屿蝴蝶兰LFNR的相似度最高(89.1％).(3) qRT PCR结果显示,OnFNR在文心兰叶中的表达量最高,其次是假鳞茎与花,根中最低;文心兰植株接种软腐病病原菌1d后叶片和假鳞茎的OnFNR基因表达量呈现极显著下调,并且在5个感病阶段的表达量均低于健康植株.(4)成功构建过表达载体pCAMBIA1301-OnFNR,并经农杆菌EHA105侵染成功转入文心兰PLBs,获得过表达OnFNR转基因原球茎16个;在过表达OnFNR文心兰PLBs中,OnFNR与Fd基因表达均呈现极显著上调,尤其是Fd表达量上调至对照(非转基因PLBs)的3.67倍,且过表达OnFNR的PLBs在软腐病病原菌侵染第4天的存活率仍有48.88％,而对照的存活率只有6.66％.研究表明,文心兰OnFNR是一个定位于叶绿体的光合型铁氧还蛋白NADP+氧化还原酶,过表达OnFNR能够明显提高文心兰植株的抗病性,推测OnFNR在植物抵抗病毒以及ROS爆发中具有重要作用,且过表达OnFNR可能通过提高LET的电子传递效率,进而提高Fd的表达量达到促进MAPK通路信号传导的效果.