拟南芥WRKY51参与调控RPW8.1介导的基础防御反应

【作者】 杨雪梅； 赵志学； 曹小龙； 张继伟； 黄衍焱； 樊晶； 李燕； 王文明；

【机构】 四川农业大学西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室；

【摘要】 RPW8.1是拟南芥MS-0生态型中的一个对白粉病菌具有广谱抗性的基因,受白粉菌和霜霉菌的表达诱导,定位于叶肉细胞中的叶绿体周围。本实验室前期通过对Col-0生态型突变体材料(Col-gl)和Col-gl背景下的RPW8.1过表达材料(R1Y4)两个材料进行转录组测序,数据分析发现,12个WRKY转录因子的基因表达水平在Col-gl和R1Y4间存在显著差异。笔者通过qRT-PCR检测了Col-gl和R1Y4中12个WRKY转录因子的表达量,与转录组测序结果一致。其中,WRKY51表达量在R1Y4中上调最多,但其在拟南芥白粉菌抗性中的作用尚不明确。为了探究WRKY51的功能,利用CRISPR/Cas9技术,构建了在Col-gl和R1Y4背景下的WRKY51突变体材料(wrky51/Col-gl和urky51/R1Y4)。通过qRT-PCR检测了两个背景下的纯合突变体材料中的WRKY51表达量降低,有趣的是,wrky51/R1Y4突变体材料中的RPW8.1表达量也下调了,并且两个背景下的敲除材料表型都与Col-gl相似。通过分析发现RPW8.1的启动子上含有3个TTGACC/T的W-box序列,笔者通过LUC报告系统、酵母单杂交以及EMSA实验,验证了WRKY51绑定并抑制RPW8.1的启动子的活性来调控其表达。对两个背景下的突变体材料进行flg22和chitin诱导,发现wrky51/Col-gl和wrky51/R1Y4材料中的ROS含量均低于各自的背景材料。接种白粉菌后,两个背景下的突变体材料与对照相比更感病,防御相关基因表达下调,初步说明WRKY51参与调控RPW8.1介导的基础防御反应。更多还原