印度梨形孢(Piriformospora indica)对核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)生长的抑制作用

探讨印度梨形孢对核盘菌的抑制作用及其机理,为利用印度梨形孢进行核盘菌生物防治奠定基础.通过PEG介导的原生质体转化法将绿色荧光蛋白编码基因GFP导入核盘菌“1980”基因组,获得了菌丝形态正常的绿色荧光蛋白转基因菌株“1980-GFP”.通过固体、液体对峙培养,明确印度梨形孢对核盘菌生长的影响;利用实时荧光定量PCR检测对峙培养过程中核盘菌防御与生长发育相关基因Sssod1,Sssmk1,Ssshk1及SsITL的表达水平.平板对峙培养结果表明:印度梨形孢可抑制核盘菌“1980-GFP”的生长,致使其菌落延伸半径降低了36.43%~53.56%,生长速度降低了84.76%,菌核数量降低了73.38%,干质量降低了64.16%.对峙培养后,核盘菌菌丝尖端生长异常,形成短而多的分叉,GFP荧光信号弱化.印度梨形孢发酵培养液致使核盘菌菌丝体干质量相较于PDB和1/2PDB培养液中分别降低了52.01%和25.52%.实时荧光定量PCR分析结果表明:对峙培养过程中,Sssmk1在48 h上调了3.89倍;Sssod1在72 h上调了2.78倍;SsITL在24~72 h内上调了2.94~4.71倍;96 h时,Sssod1,SsITL表达下调;Ssshk1在中后期表达下调.以上结果表明:对峙培养时,印度梨形孢能影响核盘菌的防御响应及生长发育相关基因的表达,并能显著抑制核盘菌的生长发育.

甘蓝型油菜BnCNGC基因家族鉴定及其在核盘菌侵染和PEG处理下的表达特性分析

CNGC是植物中普遍存在的环核苷酸门控通道,对植物的逆境响应有重要作用。系统分析甘蓝型油菜BnCNGC基因家族成员全基因组分布、结构、进化及其响应不同逆境胁迫的表达特性,对于阐明其生物学功能具有重要意义。本研究利用拟南芥和甘蓝CNGC蛋白保守结构域及特异基序氨基酸序列在全基因组水平鉴定了甘蓝型油菜BnCNGC家族成员,分析其基因结构、染色体定位、蛋白理化性质、蛋白保守结构域、系统进化及启动子顺式作用元件等。利用转录组数据,筛选甘蓝型油菜逆境响应候选BnCNGC成员,并采用实时荧光定量PCR分析其在核盘菌、PEG模拟干旱胁迫下的表达模式。结果显示,共鉴定到49个甘蓝型油菜BnCNGC成员,分布于除A08、C06的17对染色体上,含有5~10个内含子,其上游1500 bp包含大量逆境胁迫响应元件。BnCNGC家族成员编码的蛋白质含413~801个氨基酸,相对分子量(MW)范围47.62~110.58kD,等电点(pI)范围6.10~9.88。系统进化分析表明,BnCNGC分为Group Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ四类。转录组数据分析表明, BnCNGC9、BnCNGC27和BnCNGC48均参与逆境胁迫响应。实时荧光定量PCR分析表明,甘蓝型油菜叶片中BnCNGC9、BnCNGC27和BnCNGC48均在核盘菌胁迫下表达下调,下调量分别为48.2%~99.1%、79.4%~87.1%和39.7%~92.6%。PEG模拟干旱胁迫时,甘蓝油菜叶片中BnCNGC9在处理24 h后上调3.34倍, BnCNGC48在处理48 h后上调6.27倍, BnCNGC27对干旱胁迫不敏感。