甜瓜MAPK家族基因鉴定及CmMAPKs的表达分析

【作者】 张晓兰； 李悦鹏； 岳玲琦； 齐红岩；

【机构】 沈阳农业大学园艺学院设施园艺省部共建教育部重点实验室北方园艺设施设计与应用技术国家地方联合工程研究中心(辽宁)；

【摘要】 促分裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activatedproteinkinases,MAPK)级联途径被证明广泛参与植物防御的信号转导过程。为探究MAPK途径在甜瓜抗逆中的作用,鉴定了甜瓜MAPK家族基因,在此基础上分析各个成员的表达模式,以期为甜瓜品种改良及抗逆机理提供依据。利用生物信息学技术从全基因组水平对甜瓜MAPK基因家族成员进行鉴定,并以薄皮甜瓜(Cucumis melon var. makuwa Makino)‘YMR’为试材,在四叶一心期分别进行非生物胁迫(干旱、盐)、信号物质(水杨酸、茉莉酸甲酯、红光)及生物胁迫(白粉病菌、红光预处理后接种白粉病菌)处理,利用qRT-PCR技术分析CmMAPKs的表达模式。鉴定得到64个CmMAPKKKs、6个CmMAPKKs及14个CmMAPKs。干旱胁迫下,CmMAPK19、CmMAPK20-1、CmMAPK20-2下调表达,其余CmMAPKs在处理6h后上调表达。盐胁迫下,CmMAPK3、CmMAPK7、CmMAPK20-1和Cm MAPK20-2显著上调表达。水杨酸处理后,CmMAPK20-1、CmMAPK20-2表达量显著低于对照,其余成员均显著上调表达。喷施茉莉酸甲酯120 h后,CmMAPKs均被强烈诱导表达。红光处理后,CmMAPK20-1、CmMAPK20-2表达量无明显变化,CmMAPK3、CmMAPK6-1和CmMAPK7上调表达,其中CmMAPK3表达量与对照相比高达5倍,其余成员均下调表达。接种白粉病菌后,CmMAPK1、CmMAPK6-1、CmMAPK19下调表达,其余成员均不同程度上调表达;而红光预处理后再接种白粉病菌,CmMAPKs表达量均低于单独接种白粉病菌的处理,部分CmMAPKs上调表达,如CmMAPK3、CmMAPK4-2、CmMAPK7、CmMAPK9-2,说明CmMAPKs可能在红光诱导的抗白粉病机制中起到负调控的作用。综上,CmMAPK3和CmMAPK7在不同处理后均显著上调表达,表明这两个基因可能同时参与多条信号转导途径,在甜瓜抗逆调控网络中发挥着重要作用。更多还原