过表达TaJRL53基因提高了小麦赤霉病抗性

Jacalin-related lectins(JRLs)是一种含有Jacalin结构域的植物凝集素,在植物应对生物胁迫和非生物胁迫过程中发挥重要作用。根据其糖结合特性被划分为半乳糖特异性JRL(gJRLs)和甘露糖或葡萄糖特异性JRL(mJRLs)两类。前期研究表明普通小麦TaJRL53编码一个具有Jacalin结构域和Dirigent结构域的蛋白,并能在赤霉菌的诱导下上调表达。由赤霉菌侵染引起的小麦赤霉病是一种毁灭性的病害,它不仅能够导致大幅度减产,而且使感病的麦粒品质下降。受真菌毒素污染的籽粒,严重影响人畜健康。为分析该基因在抗赤霉病方面的作用,本研究利用VIGS系统在小麦中沉默TaJRL53,导致了其对赤霉病的抗性减弱。通过基因枪的方法将该基因的过量表达载体导入到感赤霉病小麦品种中,增强了赤霉病抗性,其病小穗数,病轴长都明显缩短。在赤霉菌侵染后,ROS合成途径相关基因、JA信号通路中的主要标志基因、JA合成基因及病程相关蛋白基因在TaJRL53过量表达的转基因植株中明显高于它们在野生型中的表达量,因此推测TaJRL53提高小麦赤霉病抗性可能跟ROS和JA合成,JA信号转导途径有关。本研究增进了对小麦JRLs家族基因功能的了解,为解析TaJRL53抗赤霉病机制奠定了基础。