杜梨LRR-XI-a亚家族的鉴定及调控腐烂病抗性的成员筛选

为探究LRR-XI-a基因家族在杜梨免疫系统中的作用机制,基于GDR数据库的杜梨基因组数据鉴定了杜梨LRR-XI-a家族成员,经进化特征、基因重复事件和表达模式分析筛选了响应腐烂病信号的成员,并结合果实瞬时表达和抗性基因表达分析对部分成员的功能进行了初步分析。结果表明,杜梨LRR-XI-a基因家族包含91个成员,进化上可分为6个亚组。基因重复分析结果表明,杜梨中GroupⅠ成员数的迅速增加可能由串联复制(TD)和全基因组复制(WGD)共同导致,而GroupⅥ成员的增加仅由WGD所致。顺式作用元件分析结果表明,杜梨LRR-XI-a亚组Ⅱ和Ⅵ可能主要参与杜梨对非生物逆境信号的响应,而其余4个亚组同时参与对生物和非生物逆境信号的响应。表达分析结果表明,LRR-XI-4和LRR-XI-5在腐烂病侵染后呈不同程度的上调表达,其中LRR-XI-5上调表达量可达对照的586倍以上。果实瞬时表达分析结果表明,过表达LRR-XI-4和LRR-XI-5降低了梨果实对腐烂病的抗性,抑制了JA信号通路基因的表达,但激活了超敏反应响应基因的表达。综上,基因重复导致杜梨LRR-XI-a家族成员发生迅速增加;LRR-XI-a家族成员响应不同的生物胁迫和非生物胁迫;LRR-XI-4和LRR-XI-5通过激活超敏反应(HR)相关基因的表达负调控腐烂病抗性,可作为后期腐烂病抗性研究的候选基因。本研究结果为后续开展梨抗病机理研究和分子育种奠定了基础。

苹果类受体激酶基因MdLYK1正调控对腐烂病的抗性

以苹果类受体激酶基因MdLYK1(MD09G1111800)为研究对象,结合生物信息分析、功能验证和表达分析,探究其对抗腐烂病的作用和可能的作用机制。结果表明,MdLYK1与拟南芥类受体激酶基因AtLYK1同源,氨基酸序列的相似性为68.1%。将该基因在‘烟富6号’苹果果实中瞬时过表达后显著提高了果实对腐烂病的抗性。将其导入杜梨悬浮细胞,获得3个过表达细胞系。接种腐烂病菌(Valsa pyri)后,菌落在所有过表达细胞系上的生长速度显著低于野生型细胞。与野生型相比,所有过表达细胞系对Valsa pyri代谢物的敏感性显著降低。此外,MdLYK1过表达显著增强了杜梨悬浮细胞病原体相关分子模式触发的免疫反应、活性氧和茉莉酸等信号相关关键基因的上调表达。综上所述,MdLYK1正调控苹果和梨对腐烂病的抗性,且病原体相关分子模式触发的免疫反应、活性氧和茉莉酸等信号参与了其对抗性的调控过程。