‘中植棉2号’果胶甲酯酶抑制剂基因GhPMEI1抗黄萎病功能鉴定

作者：陈泳泽; 朱鹤; 陈捷胤; 戴小枫; 李冉^*; 张晓军^*

来源：分子植物育种, 2023, 1-12.

• ‘中植棉2号’
• 果胶甲酯酶抑制剂
• 抗黄萎病
• 拟南芥

为明确植物分泌型果胶甲酯酶抑制剂(pectin methylesterase inhibitor， PMEI)在响植物抗病性方面的作用，本研究以抗黄萎病品种‘中植棉2号’基因组为研究对象，结合保守基序和分泌特性分析，预测获得61个编码分泌型果胶甲酯酶抑制剂基因。结果表明，该类蛋白具有保守的4个半胱氨酸残基，系统发育分析表明棉花分泌型果胶甲酯酶抑制剂可以分为6个亚家族；抗黄萎病品种‘中植棉2号’和感黄萎病品种军棉1号响应大丽轮枝菌的转录组分析表明，分泌型果胶甲酯酶抑制剂基因参与棉花对大丽轮枝菌侵染的应答，其中等位基因D10G64907与A10G67021在抗病品种显著上调表达；克隆获得等位基因D10G64907 (命名为GhPMEI1)，编码181个氨基酸；利用农杆菌介导转化获得GhPMEI1转基因拟南芥，抗病性鉴定表明转基因株系对大丽轮枝菌的抗性显著提高，叶片黄化萎蔫程度减轻、病原真菌在维管束的繁殖量显著下降；RT-qPCR分析发现GhPMEI1过表达后拟南芥的茉莉酸和乙烯信号通路相关基因被上调表达，暗示GhPMEI1通过茉莉酸和乙烯信号介导植物对黄萎病的抗性。本研究为解析果胶甲酯酶抑制剂抗黄萎病机制及其抗性遗传改良应用提供一定参考。

• 单位
  辽宁省经济作物研究所; 植物病虫害生物学国家重点实验室; 中国农业科学院; 中国农业科学院植物保护研究所; 牡丹江师范学院