NtSGRL在烟草抵御TYLCV侵染过程中的作用探究

【作者】 顾铭； 曹可心； 李佳； 安梦楠； 夏子豪； 王志平； 吴元华；

【机构】 沈阳农业大学植物保护学院；

【摘要】 叶绿素的降解不仅发生在叶片衰老和果实成熟过程中,也发生在植物响应生物或非生物胁迫过程中。持绿基因STAY-GREEN (SGR)编码叶绿素降解途径中的一个关键的酶。某些作物SGR基因的功能缺失突变体表现出对真菌或细菌性病害的广谱抗性,但SGR基因在植物抵御病毒病中的作用还未见报道。本研究以普通烟(Nicotiana tabacum) K326栽培种为试材,探讨了NtSGR基因突变后导致叶绿素的滞留是否会对抵御病毒侵染有一定的正向作用。通过对普通烟NtSGR基因家族分析,共鉴定出8个NtSGR基因,并对其中的3个基因进行了克隆。系统发育分析表明NtSGR家族成员分为NtSGR和NtSGRL 2个亚家族;在本氏烟上瞬时过表达这3个NtSGR基因后Fv/Fm、SPAD值和叶绿素含量均降低,但降低程度有一定差异,据此,对应将这3个基因分别命名为NtSGR1a、NtSGR1b和NtSGRL;亚细胞定位分析显示3个基因均定位于叶绿体;进一步通过对NtSGRL的过表达和敲除突变体的功能分析显示,无论在系统发病表型还是病毒粒子含量测定上,Ntsgrl突变株较野生型和过表达植株均表现出较强的TYLCV病毒抗性;田间生物学性状调查发现,Ntsgrl突变株的株高、茎围、节间长度、最大叶长宽、绿色功能叶数量和衰老叶片数量与野生型烟草相比没有明显差异。Ntsgrl介导的寄主抗病毒特性代表了这个高度保守的基因在植物中的一种新功能,为烟草的抗病毒育种提供了一个有潜力的靶标基因。更多还原