玉米JAZ家族基因ZmJAZ4的克隆及功能分析

JAZ(Jasmonate ZIM-domain)蛋白是植物特有的一类转录因子,通过抑制茉莉素调控基因的表达,在植物的生长发育及非生物胁迫等方面发挥重要的功能。从玉米B73自交系中克隆到一个新的JAZ家族基因Zm JAZ4,该基因c DNA全长为651bp,编码蛋白含有216个氨基酸,分子量约为23.1 k D,p I为10.78,属于碱性蛋白。Real-time RT-PCR结果表明,Zm JAZ4主要在茎端分生组织、雄穗、发育早期的种子以及胚乳中表达。系统进化分析显示,Zm JAZ4与At JAZ10转录因子相似性较高。亚细胞定位试验表明,Zm JAZ4定位于细胞核内。Zm JAZ4在酵母细胞中不具有转录激活活性。激素及胁迫处理表明,Zm JAZ4在地上部的表达受PEG、Na Cl、SA、GA和ABA诱导,而在地下部的表达受到ABA和GA诱导。结果分析表明,Zm JAZ4可能是一个重要的转录调控因子,参与调控多种激素信号通路及非生物胁迫响应。

茉莉酸甲酯诱导的玉米对粘虫生长发育的影响

【目的】研究取食经茉莉酸甲酯(MeJA)处理的玉米对粘虫生长发育的影响,揭示玉米相关抗虫机制,为利用植物自身抗性进行害虫防治提供理论依据。【方法】对玉米苗喷施100μmol/L的MeJA溶液,将处理24 h后的玉米苗喂食粘虫1龄幼虫,连续喂食直至化蛹,观察分析粘虫生长发育情况;通过荧光定量PCR研究外源MeJA处理后玉米植株茉莉酸通路上关键基因的表达变化,并用超高效液相色谱—串联质谱(UPLC-MS/MS)对处理后的玉米叶片相关激素进行定性和定量分析。【结果】与对照相比,取食经MeJA处理的玉米叶片后,6龄粘虫幼虫体重减轻11.67%,蛹重减轻18.20%,羽化率降低7.35%,成虫存活时间缩短0.93 d,而蛹期延长0.27 d。荧光定量PCR检测结果,外源MeJA处理24 h后,ZmLox基因的表达量显著上调(P<0.05,下同),达对照的5.57倍;ZmAos基因表达量在处理12 h后显著增加,24 h后降至对照相近水平;ZmAoc基因和ZmOpr基因表达量在处理后12和24 h无显著变化(P>0.05,下同)。UPLCMS/MS定性定量分析结果表明,喷施MeJA 24 h后,玉米叶片中二氢茉莉酸(H2JA)含量显著增加,为对照的5.67倍,而茉莉酸(JA)、茉莉酸—异亮氨酸(JA-ILE)和Me JA含量无显著变化。【结论】外源喷施MeJA能诱导玉米产生防御能力,影响取食的粘虫生长发育;ZmLox基因的显著表达和激素H2JA的产生可能是玉米抗虫的一个重要机制。