中国野生毛葡萄3个芪合酶基因表达分析

作者：吴凤颖; 刘梦琦; 王跃进^*

来源：农业生物技术学报, 2020, 28(05): 847-858.

• 中国野生毛葡萄
• 芪合酶基因
• 表达分析
• 生物胁迫
• 非生物胁迫

白藜芦醇(resveratrol)是植物在生物和非生物胁迫条件下产生的一种植保素,是芪合酶(stilbene synthase, STS)表达的产物。中国野生毛葡萄’丹凤-2’(Chinese wild Vitis quinquangularis accession’Danfeng-2’)果实中白藜芦醇含量高,且植株抗病性强,研究其芪合酶基因的表达与功能,可以用其作为抗病种质资源进行抗病育种。本研究基于前期的研究成果,通过多种生物和非生物逆境处理探明芪合酶基因VqSTS12、VqSTS24和VqSTS25的表达模式。qRT-PCR结果表明在白粉菌(Uncinula necator)诱导12 h后VqSTS12、VqSTS24和VqSTS25基因就能被极显著地诱导表达,其次在96～120 h表达水平较高;同时,VqSTS12、VqSTS24和VqSTS25基因在茉莉酸甲酯(methyl jasmonate, MeJA)、水杨酸(salicylic acid, SA)、脱落酸(abscisic acid, ABA)、创伤、低温、高盐、干旱等胁迫处理下表达上调,表明这3个基因能广泛响应生物与非生物胁迫的诱导。瞬时转化烟草(Nicotiana benthamiana)表皮细胞进行亚细胞定位,分析结果表明这3个芪合酶定位在细胞质中。在过表达VqSTS12和VqSTS25的欧洲葡萄’无核白’(Vitis vinifera cv.’Thompson Seedless’)中,发现10%PEG6000模拟干旱胁迫处理下转基因植株中的芪合酶基因VqSTS12和VqSTS25表达显著上调,丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量、过氧化物酶(peroxidase, POD)活性和过氧化氢酶(catalase, CAT)活性等生理指标均优于野生型植株,表明过表达VqSTS12和VqSTS25提高了无核白葡萄的抗旱性。综上所述,芪合酶基因VqSTS12、VqSTS24和VqSTS25可以在抗病育种中作为改良欧洲葡萄品种的抗性基因种质资源,研究结果为进一步改良提高欧洲葡萄的抗病、抗逆性提供了候选基因和参考依据。

• 单位
  西北农林科技大学; 旱区作物逆境生物学国家重点实验室; 农业部