黄毛草莓F-box蛋白基因FnFBOX1及其启动子的克隆和表达分析

探索黄毛草莓FnFBOX1参与草莓胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)侵染过程中的抗病反应和pFnFBOX1启动子的转录活性,为研究FnFBOX1抗炭疽病功能奠定基础。以黄毛草莓(Fragaria nilgerrensis Schidl.)为研究对象,通过RT-PCR技术克隆FnFBOX1的cDNA序列。通过氨基酸序列比对、进化树分析、亚细胞定位、启动子克隆并构建瞬时表达载体、组织特异性表达分析,最后用荧光定量分析了抗病的黄毛草莓和感病的‘妙香 3’草莓在水杨酸(SA)和胶孢炭疽菌胁迫下FnFBOX1的表达水平变化。结果表明,FnFBOX1的ORF全长为1 227 bp,编码408个氨基酸。氨基酸序列比对和进化树分析发现FnFBOX1与森林草莓(Fragaria vesca)FvFBOX1同源性最高。亚细胞定位结果显示FnFBOX1定位于细胞核。克隆的FnFBOX1启动子长度为821 bp,构建pFnFBOX1的瞬时表达载体pFnFBOX1∷GUS。瞬时转化烟草后对其进行组织化学染色分析和GUS活性测定,结果表明,pFnFBOX1具有驱动下游基因转录的活性,且胶孢炭疽菌和SA可促进FnFBOX1启动子启动的GUS活性的提高。荧光定量PCR分析表明,FnFBOX1在黄毛草莓的不同组织中均有表达。抗病黄毛草莓和感病‘妙香 3’草莓均进行接种胶孢炭疽菌和喷施SA处理,结果显示,黄毛草莓接种胶孢炭疽菌12 h后FnFBOX1表达量达到最高,是0 h的6.3倍;SA处理24 h时,其表达量达到最高,是0 h的7.9倍。‘妙香 3’草莓也响应胶孢炭疽菌和SA处理,但FBOX1表达量比黄毛草莓低。

野生黄毛草莓NAC转录因子基因FnNAC7克隆与表达分析

NAC转录因子基因为植物所特有,在植物的生长发育、非生物和生物胁迫的抗逆反应中起着重要作用。本研究以野生黄毛草莓(Fragaria nilgerrensis Schidl.)为材料,利用RT-PCR技术,从中克隆到1个NAC转录因子基因FnNAC7(GenBank登录号:MK685675)。序列分析结果表明,FnNAC7开放阅读框为1137 bp,编码378个氨基酸,包含一个保守的NAM结构域。同源性分析结果表明,FnNAC7基因编码的氨基酸序列与森林草莓编码的氨基酸相似性为94.87%。蛋白结果预测显示,FnNAC7蛋白为不稳定的酸性疏水蛋白,不存在跨膜结构域,且无信号肽存在;亚细胞定位试验结果显示,该基因编码的蛋白质在细胞核中表达;实时定量PCR结果显示,接种草莓尖孢炭疽菌(Colletotrichum acutatum)后,草莓叶片FnNAC7基因表达上调,接种24 h后该基因表达量最高,是对照组的17.0倍。研究结果为进一步深入开展NAC基因在草莓炭疽病抗性中功能分析和分子育种提供了科学的依据,也为进一步研究FnNAC7基因在野生黄毛草莓抗草莓炭疽病中所起的调控作用提供了参考。