【作者】 杨君； 张艳； 王国宁； 柯会锋； 张曼； 纪莲莲； 黄立志； 张纯颖； 李志坤； 吴金华； 吴立强； 张桂寅； 马峙英； 王省芬；

【机构】 教育部华北作物种质资源研究与利用重点实验室河北省作物种质资源重点实验室河北省棉花产业协同创新中心河北农业大学；

【摘要】 黄萎病是棉花的重要病害。随着棉花基因组测序的完成,鉴定和筛选抗病蛋白成为解析棉花抗黄萎病机制的重要研究内容。黄萎病菌通过寄主植物根侵入维管组织,分泌一些毒素/效应因子与植物免疫系统进行互作。因此,棉花维管组织汁液成为鉴定和筛选抗病蛋白的重要研究材料。本研究利用Label-free技术对棉花根木质部汁液(Root xylem sap protein,RXSP)进行了分析,共鉴定到479个蛋白。通过生物学功能分析,显示137个RXSP与环境胁迫相关,其中49个参与生物胁迫,88个参与非生物胁迫。61个RXSP在棉花受黄萎病菌侵染后发生了差异表达,包括22个下调表达和39个上调表达。利用已有RNA-seq数据分析显示,其中56个RXSP的编码基因在黄萎病菌侵染后也发生了转录水平上的显著变化。本研究对其中1个显著上调表达的蛋白GhCYP19-1(Cyclophilin)进行了较深入的抗病功能研究。GhCYP19-1与已报道的拟南芥AtCYP19-1显示出86%氨基酸水平上的相似性,定位于细胞膜和细胞核。GhCYP19-1重组蛋白显示出PPIase(Peptidylprolyl isomerase)活性。超表达GhCYP19-1拟南芥植株对黄萎病菌抗性显著提高。不管是GhCYP19-1重组蛋白还是拟南芥超表达植株组织提取液,都对黄萎病菌显示出明显的抑菌效果,表明GhCYP19-1可能通过直接的抑菌活性参与棉花抗黄萎病。本研究对棉花根木质部汁液系统的蛋白组分析结果,以及对可能参与棉花抗黄萎病相关蛋白的筛选和初步功能验证,为解析棉花抗黄萎病机制奠定了重要基础。更多还原