霜霉威胁迫下黄瓜CsWRKY30表达及功能分析

【目的】从前期转录组测序结果中筛选获得一个在霜霉威(propamocarb)胁迫条件下差异上调表达的基因Cs WRKY30,对其进行克隆并分析其在霜霉威胁迫下的功能,了解黄瓜低霜霉威残留的分子机制。【方法】通过PCR技术扩增Cs WRKY30全长,利用NCBI和Plant CARE在线工具分别进行该基因编码蛋白的保守结构域分析和启动子序列分析;利用实时荧光定量PCR分析Cs WRKY30在霜霉威胁迫及其他胁迫条件下的相关表达模式;通过与GFP蛋白融合对Cs WRKY30蛋白进行亚细胞定位;通过花序侵染法将Cs WRKY30构建的植物过表达载体转化到哥伦比亚野生型拟南芥中,对获得的纯合转基因株系在霜霉威胁迫条件下的功能进行鉴定。【结果】Cs WRKY30的CDS序列全长为1 014 bp,其编码的337个氨基酸中包含1个由60个氨基酸组成的WRKY结构域。Cs WRKY30表达模式分析结果显示,黄瓜遭受霜霉威胁迫时,Cs WRKY30在低霜霉威残留品系D0351中表达量显著上调,而在高霜霉威残留品系D9320中表达量并没有发生改变;在霜霉威胁迫的0.5—9 h间,该基因在D0351中的表达量一直明显高于对照,然而在24 h以后,该基因的表达不再显著上调。组织特异性表达分析表明,Cs WRKY30主要在黄瓜果实中表达。蛋白亚细胞定位结果表明,Cs WRKY30定位于细胞核。对Cs WRKY30转基因拟南芥进行霜霉威胁迫发现,在未处理条件下,Cs WRKY30转基因拟南芥与野生型拟南芥表型上无明显差异;在2 mmol·L^(-1)霜霉威处理条件下,Cs WRKY30转基因拟南芥萌发率及主根长均明显高于野生型拟南芥。在其他逆境作用下,Cs WRKY30对霜霉威和多主棒孢霉菌条件积极响应,对干旱和高盐没有作用,同时受到脱落酸(ABA)信号诱导。【结论】黄瓜Cs WRKY30在霜霉威胁迫条件下发挥重要作用,过量表达Cs WRKY30可显著提高转基因拟南芥对霜霉威胁迫的抵抗能力。