不结球白菜抗病相关基因BcSGT1的克隆及表达分析

作     者：刘东让 侯喜林 肖栋 LIU Dong-Rang;HOU Xi-Lin;XIAO Dong

作者机构：南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室/江苏现代园艺工程技术中心/农业部华东地区园艺作物生物学与种质创新重点实验室 

出 版 物：《农业生物技术学报》 (Journal of Agricultural Biotechnology)

年 卷 期：2019年第27卷第3期

页      面：402-410页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0904[农学-植物保护] 090401[农学-植物病理学] 090402[农学-农业昆虫与害虫防治] 

基　　金：国家重点研发计划(No.2016YFD0101701) 

主　　题：不结球白菜 BcSGT1 霜霉病菌 黑斑病菌 qRT-PCR 原核表达 

摘      要：SGT1(suppressor of the G2 allele of skp1)基因作为植物抗病信号途径中的重要元件,广泛参与植物细胞周期、逆境反应和信号转导等过程。为研究不结球白菜(Brassica rapa ssp. chinensis)抗病相关基因BcSGT1的结构和表达特征,本研究通过RACE (rapid-amplification of cDNA ends)技术,以抗病品种‘苏州青’叶片为材料克隆到BcSGT1基因的全长c DNA序列;采用q RT-PCR分析该基因在霜霉病菌(Peronospora parasitica)及黑斑病菌(Alternaria brassicicola)诱导处理条件下的表达模式;用十二烷基磺酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulphate-polyacrylamide gel electrophoresis, SDS-PAGE)技术分析该基因的原核表达特征。序列分析结果表明,BcSGT1基因的c DNA全长为1 418 bp,其中开放阅读框长度为1 074 bp,共编码358个氨基酸(GenBank No. AB495003)。氨基酸同源性的系统进化分析表明,不结球白菜BcSGT1基因与同科植物的进化关系相近,其中与大白菜(Brassica rapa ssp. pekinensis)第3号染色体的基因(Bra000741)同源性最高(97%)。qRT-PCR分析表明,霜霉病菌侵染处理下,BcSGT1基因在抗病品种‘苏州青’和感病品种‘矮脚黄’中的表达量分别于24、48 h达到峰值,且在‘苏州青’中的表达量峰值约为‘矮脚黄’中的2.1倍(P0.01);黑斑病菌侵染处理下,BcSGT1基因在抗病品种‘苏州青’和感病品种‘矮脚黄’中的表达量分别于12、24 h达到峰值,且在‘苏州青’中的表达量峰值约为‘矮脚黄’中的2.0倍(P0.01);霜霉病菌侵染处理24和48 h后,黑斑病菌侵染处理12、24和48 h后,BcSGT1基因在抗病品种‘苏州青’中的表达量均显著高于感病品种‘矮脚黄’中的表达量(P0.01)。原核表达载体经异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(isopropylβ-D-thiogalactoside, IPTG)诱导表达出相对分子质量约为39 kD的融合蛋白。BcSGT1基因是不结球白菜霜霉病菌及黑斑病菌抗病反应的重要组成部分,且本研究成功将BcSGT1融合表达进大肠杆菌(Escherichia coli)中。本研究为高产、优质及抗病不结球白菜新品种的选育提供重要的理论依据。