番茄糖转运蛋白SISTP2在防御细菌性叶斑病中的功能

摘要：

[背景]近年来,我国番茄生产中面临的不良气候环境导致露地和设施栽培中番茄病害日益严重.由丁香假单胞菌番茄致病变种(Pseudomonas syringae pv.tomato,Pst)所引发的番茄细菌性叶斑病频发,严重影响了番茄的产量、品质.糖是植物体内重要的信号分子与营养物质,在植物遭受病原菌侵染时,糖既可以作为信号参与调控植物抗病性,也可以作为主要碳源为免疫反应提供能量.STP(sugar transport protein)家族是一类糖转运蛋白家族,在植物生长发育过程与病原防御中起着重要作用.[目的]明确番茄中STP家族是否参与调控植株对细菌性叶斑病的抗性.[方法]以番茄CR品种(Solanum lycopersicumcv.Condine Red)为材料,通过接种Pst DC3000,明确STP基因家族对Pst DC3000的响应.构建S1 STP2的突变材料与过表达材料,并进行鉴定、繁种.在野生型和S1STP2基因突变体、过表达植株上接种PstDC3000,观察比较叶片发病情况、台盼蓝染色显示的死细胞数量,检测叶片菌落数(colony-forming units,CFU)和光系统Ⅱ实际光化学效率,明确S1STP2在植株防御细菌性叶斑病中的作用.为探究S1STP2防御Pst DC3000的内在分子机制,通过双分子荧光互补(bimolecular fluorescent complimentary,BiFC)试验筛选互作蛋白,构建编码该蛋白的基因突变与过表达材料,并接种Pst DC3000明确其在植株防御细菌性叶斑病中的作用.[结果]在番茄植株上接种Pst DC3000后,S1STP1和S1STP2表达上调,选取上调最显著的S1STP2作为后续研究对象,构建其突变材料与过表达材料.在番茄野生型和S1stp2突变植株、OE:S1STP2过表达植株上接种PstDC3000,相比野生型植株,S1stp2植株细菌性叶斑病的发病情况更严重,叶片CFU与台盼蓝染色显示出的死细胞数均更多,光系统Ⅱ实际光化学效率下降,OE:S1STP2植株则相反.通过BiFC试验发现,S1STP2与G蛋白β亚基S1AGB1互作.接种Pst DC3000后,S1agb1突变体发病较野生型重,呈现与S1stp2突变体一致的发病表型;OE:S1AGB1则与OE:S1STP2植株同样表现出更强的抗性.[结论]S1STP2受Pst DC3000诱导,并正调控番茄对细菌性叶斑病的抗性,且S1STP2与正调控因子S1AGB1互作,推测S1STP2调控番茄细菌性叶斑病抗性与S1AGB1有关.

关键词：番茄、糖转运蛋白、S1STP2、细菌性叶斑病、抗病性

所属期刊栏目：55

分类号：S436.412;Q943.2;Q78

资助基金：浙江省自然科学基金杰青项目;浙江省重点研发计划

在线出版日期：2022-10-24（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：3144-3154