大豆单锌指蛋白基因GmSZFP的克隆及其在SMV与寄主互作中的功能

摘要：

[目的]由大豆花叶病毒(soybean mosaic virus,SMV)引起的大豆花叶病是世界性大豆病害之一,利用病毒诱导的基因沉默(virus induced gene silencing,VIGS)技术研究GmSZFP在大豆与SMV互作过程中发挥的功能,为深入探讨其分子机制奠定基础.[方法]以大豆品种冀豆7号与SMV毒株SC-8、N3组成的亲和、不亲和组合为试验材料,运用生物信息学预测GmSZFP的分子结构特征;以酵母转录激活试验检测其转录因子活性;借助实时定量PCR(RT-qPCR)验证GmSZFP在大豆与SMV互作中转录水平的表达特征;结合VIGS技术探究GmSZFP在大豆与SMV互作过程中的功能.[结果]通过PCR克隆GmSZFP的CDS区,序列全长为1 071 bp;氨基酸序列分析和酵母转录激活试验发现GmSZFP为C2H2型锌指蛋白转录因子,且具有转录激活活性;RT-qPCR结果显示,GmSZFP受SMV的强烈诱导,在亲和组合与不亲和组合中的表达模式不同,在不亲和组合中,GmSZFP呈先上升后下降的表达趋势,其表达水平明显高于亲和组合,若在接种病毒前给叶片预注射咪唑,GmSZFP的表达水平降低,并与亲和组合相近,说明GmSZFP在转录水平响应SMV的侵染并受胞内H202信号调控;利用VIGS技术沉默GmSZFP后,发现接种部位胼胝质的积累水平较对照大大降低,RT-qPCR检测胼胝质合酶基因GmGSL7c和GmGSL12b的表达量较对照降低,胼胝质水解酶基因BG的表达量较对照增加;在基因沉默植株叶片上点接种SMV后72 h,病毒向外扩散至2 mm,在96 h时病毒扩散至3 mm,而对照组叶片在接种点外始终未能检测到SMV外壳蛋白CP的表达;摩擦接种SMV后10 d,在基因沉默植株的上位叶表现出花叶、失绿和卷曲等感病症状,并检测到CP的表达,说明沉默GmSZFP后,SMV在胞间扩散和长距离运输的能力均增强.[结论]大豆GmSZFP是典型的C2H2型单锌指蛋白,GmSZFP在大豆抵抗SMV侵染过程中发挥正调控作用.

关键词：大豆花叶病毒、单锌指蛋白、病毒诱导的基因沉默技术(VIGS)、功能分析

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分类号：S432.1;S511;Q786

资助基金：河北省自然科学基金;河北省现代农业产业技术体系创新团队建设大豆产业创新团队;河北省自然科学基金创新研究群体项目;河北省科技厅现代种业科技创新专项子课题

在线出版日期：2022-08-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：2685-2695