小麦与叶锈病菌互作过程中转录因子基因TaNAC35的功能分析

作者：赵晨光; 张娜; 温晓蕾; 杨文香; 张娜; 刘大群^*

来源：农业生物技术学报, 2022, 30(01): 15-24.

• 小麦叶锈病
• NAC(NAM-ATAF1/2-CUC2)转录因子
• 表达分析
• 病毒诱导的基因沉默(VIGS)

NAC (NAM-ATAF1/2-CUC2)蛋白是植物特有的一种转录因子,在植物生长发育和胁迫应答中都具有重要作用。本课题组前期在小麦(Triticum aestivum)与叶锈菌(Puccinia triticina)互作的转录组数据库中进行了差异基因筛选,在小麦近等基因系TcLr3ka中克隆了显著差异表达的TaNAC35基因全长。本研究通过同源扩增分离TaNAC35在TcLr3ka中的基因序列,利用MEGA软件将基因组序列与CDS序列比对,发现其编码区具有4个外显子和3个内含子;启动子元件预测结果显示,TaNAC35启动子区域有多种激素响应元件、光响应元件及转录因子结合位点。进一步构建重组质粒pGR107-TaNAC35-GFP并瞬时转化烟草(Nicotiana tabacum)叶片,荧光显微镜观察发现TaNAC35蛋白定位于细胞核与细胞膜中。qPCR检测发现,TaNCA35基因表达具有组织特异性,在小麦叶片中的表达量最高,并参与小麦对叶锈菌胁迫及脱落酸和水杨酸刺激的响应。利用病毒诱导的基因沉默(virus induced gene silencing, VIGS)技术发现,沉默TaNAC35的植株对叶锈病菌的侵染具有抑制作用。上述结果表明,TaNAC35在小麦抗叶锈病菌过程中起负调控作用。本研究为深入探讨NAC转录因子在小麦响应叶锈病菌胁迫中的作用提供了参考依据。

• 单位
  河北农业大学; 河北科技师范学院