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羊草WRKY40的克隆及其转基因烟草抗病性分析

2023-05-21李丹妮刘佳丽张继涛顾宝祥朱凤金管清杰

植物研究 2023年3期
关键词:烟草水稻

李丹妮 刘佳丽 张继涛 顾宝祥 朱凤金 管清杰*

(1.东北盐碱植被恢复与重建教育部重点实验室,东北林业大学生命科学学院,哈尔滨 150040;2.中国科学院东北地理与农业生态研究所,长春 130000)

水稻(Oryza sativa)是世界上最重要的粮食作物之一,白叶枯病菌(Xanthomonas oryzaepv.Oryzae)[1]、纹枯病菌(Rhizoctonia solani)[2]、稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)[3]、恶苗病菌(Fusarium fujikuroi)[4]对水稻的侵害已严重影响水稻的生长发育。当前研究表明化学药剂、栽培措施等防治效果不佳,因此挖掘抗病基因以及研究抗性机制成为选育抗病品种的重要途径。

尽管目前对水稻抗病机制尚不明确,但对拟南芥(Arabidopsis thaliana)等模式植物的抗逆反应机制的研究表明,植物中的WRKY 蛋白在调节非生物胁迫反应以及信号转导中发挥重要作用,例如WRKY基因参与抵御干旱胁迫、盐胁迫、冷胁迫、病害胁迫等非生物胁迫反应[5-6]。其中AtWRKY40参与拟南芥干旱胁迫响应过程[7]、MsWRKY11基因可以提高紫花苜蓿(Campylotropis polyantha)的耐盐能力[8]、PtrWRKY40能够提高毛果 杨(Populus trichocarpa)的 抗 旱 能 力[9]、Pm-WRKY40在梅花(Prunus mume)抵御低温胁迫中发挥重要作用[10]。

WRKY 家族是整个绿色谱系高等植物中最大的转录因子家族[11],在植物抗病反应的信号途径调控中也扮演重要角色[12]。谷子(Setaria italica)WRKY 转录因子响应白发病菌(Sclerospora graminicola)胁迫[13]、GhWRKY22基因正调控棉花对黄萎病(verticillium wilt)的抗性[14]。WRKY TFs在抗病胁迫中可以作为不同压力介导的信号通路节点。CmWRKY15-1 可通过水杨酸信号通路,而正向调控菊花(Dendranthema morifolium)的白色锈病(Albugo portulacae)抗性[15]。在Xa21 介导的抗白叶枯病响应中,OsWRKY68 发挥正调控作用[16]。WRKY40 转录因子在调控病害胁迫的信号通路中发挥关键作用。MdWRKY40 介导提高苹果(Malus pumila)与拟南芥对轮纹病菌(Physalospora piricola)的免疫抗性,调节植物根系生长发育功能[17]。……

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