SlCBL1基因在番茄抗灰霉病中的作用

以番茄（Solanum lycopersicum L.）品种‘Micro Tom’为试材,分析番茄叶片和果实的灰霉病发病规律,及番茄类钙调磷酸酶B基因（tomato calcineurin B-like gene,SlCBL1）在叶片和果实中的表达变化;比较转SlCBL1基因番茄与对照的叶片和果实的灰霉病发病过程,分析转基因番茄抗病相关转录因子表达变化。结果表明：（1）非转基因番茄中,不同叶龄的叶片均在接种灰霉病4d开始发病;不同发育阶段的果实接种灰霉病后发病时间也不同,其中绿果（花后16~18d）接种5d还未发病,白果（花后34~36d）接种11d开始发病,红果（花后40~42d）接种5d开始发病;SlCBL1基因表达量在番茄叶片中较低,在绿果期和白果期的果实中表达量最高,红果期果实中表达量最低。（2）转SlCBL1基因后,SlCBL1基因的过量表达能够抑制番茄叶片和果实灰霉病发生;同时番茄叶片和果实中几乎所有的抗病转录因子的表达量都上调,其中WRKY转录因子家族基因SlWRKY33和SlWRKY70受到强烈调控。研究说明,SlCBL1基因过量表达能够提高番茄的抗灰霉能力,其主要机理是通过影响抗病相关转录因子进而调控番茄抗灰霉病的能力。

SlCBL1基因调控番茄果实成熟发育的分子机理

以番茄（Solanum lycopersicum L.）品种‘Micro Tom’为试材,从其果实中克隆得到番茄类钙调磷酸酶B基因（Tomato Calcineurin B-Like gene,SlCBL1）,构建其带有报告基因的e-GFP植物表达载体,分析番茄果实中SlCBL1基因超表达与成熟发育进程的相互关系。结果显示：（1）与对照非转基因植株以及转空载植株相比,转SlCBL1基因番茄中SlCBL1基因过量表达,而且能够使番茄果实成熟期提前3～5d,表明SlCBL1基因可促进番茄果实成熟。（2）番茄果实成熟相关基因的表达量也受到不同程度调控,其中番茄成熟过程中的色素合成基因、乙烯路径基因以及果实成熟相关转录因子都受到强烈的调控,与对照相比表达量分别上调5～10倍。研究表明,SlCBL1基因能够促进番茄果实成熟,而且通过影响色素合成基因以及果实成熟相关转录因子来调控番茄果实成熟。

番茄SlCBL1基因的克隆与生物学功能初探

类钙调磷酸酶B亚基蛋白(calcineurin B-like proteins,CBLs)是植物中一类特殊的钙离子感受器,在应对多种生物与非生物胁迫反应中起到十分重要的作用.目前有关CBLs基因生物学功能研究主要集中于拟南芥与水稻,番茄中相关功能报道较少.研究利用同源克隆方法,从番茄中分离出1个SlCBL1基因;应用半定量PCR技术研究SlCBL1基因在不同组织的相对表达水平,将该基因构建超表达载体并遗传转化本氏烟.结果表明:SlCBL1基因cDNA全长639 bp,编码212个氨基酸残基;基因组全长5000 bp,包含8个外显子及7个内含子;推导的氨基酸序列与烟草NtCBL1蛋白相似度最高,且包含CBL蛋白结合Ca2+所必需的4个EF手型结构.SlCBL1在番茄不同组织中均有表达,但在营养器官中的表达最高,并且响应多种非生物胁迫.与对照相比,过超量表达SlCBL1基因的本氏烟株系提高了对盐胁迫的抗性.上述研究表明,番茄SlCBL1基因能够响应并拮抗非生物胁迫,这为进一步研究CBL1生物学功能提供了基础.