水稻蛋白酶抑制剂基因OsLTPL164和OsLTPL151的组成型及诱导型表达模式

【目的】蛋白酶抑制剂（protease inhibitor, PI）是一类广泛存在于植物中的蛋白质,具有抵御植食性昆虫取食危害的功能。然而,水稻（Oryza sativa）PI基因在二化螟（Chilo suppressalis）取食过程中的表达模式尚不清楚。本研究旨在分析水稻蛋白酶抑制剂基因OsLTPL164和OsLTPL151在二化螟取食及机械损伤下的表达模式,为明确OsLTPL164和OsLTPL151在水稻防御二化螟中的作用及今后利用这两个基因构建转基因水稻株系打下基础。【方法】以东北地区常规种植的3个水稻品系辽盐2号（1654）、辽星17号（1665）和长白17号（1688）为研究对象,在二化螟危害关键时期（分蘖期）通过机械损伤和接虫处理,在处理后不同时间（0、3、6、12、24、48、72 h）分别对根、茎、叶3个组织进行取样,利用实时荧光定量PCR（RT-qPCR）检测3个水稻品系中OsLTPL164和OsLTPL151的表达模式。【结果】OsLTPL164在3个品系中的组织表达模式一致,在叶片和茎中的表达量均高于根部;OsLTPL151在3个品系中的组织表达模式不一致,在1654品系中茎和叶片中的表达量显著高于根部,但在1688和1665品系中根部的表达量显著高于茎和叶片;此外,这两个基因在3个品系间的相同组织中都有不同的表达模式,OsLTPL164在根、茎、叶中均呈现在1665品系中表达量最高、在1688品系中表达量次之、在1654品系中表达量最低的表达模式,但OsLTPL151在不同组织中的表达模式与OsLTPL164不同：在根中,OsLTPL151在1665品系中的表达量明显高于1688和1654品系;在茎中,OsLTPL151在1654和1665品系中的表达量明显高于1688品系;在叶中,OsLTPL151在1654品系中的表达量明显高于1665和1688品系。二化螟取食诱导OsLTPL164和OsLTPL151在3个品系的叶片中表达上调幅度高于茎和根,且在1665品系中上调的幅度较1688和1654品系中大。在二化螟取食和机械损伤处理不同时间后,两个基因均呈现表达水平先上升后下降再上升的趋势;OsLTPL164和OsLTPL151在机械损伤6 h后才被显著诱导表达,而二化螟取食3 h后便可诱导OsLTPL164和OsLTPL151上调表达。【结论】OsLTPL164和OsLTPL151在3个水稻品系中二化螟取食以及机械损伤均能诱导其表达,推测这两个基因可能与水稻抗二化螟有关,但这两个基因在不同水稻品系中其他具体的功能可能有所不同。     

小麦黄花叶病毒P3蛋白致病功能域的鉴定和分析

小麦黄花叶病毒(Wheat yellow mosaic virus,WYMV)隶属于马铃薯Y病毒科(Potyviridae)大麦黄花叶病毒属(Bymovirus),其基因组由两条正义单链RNA组成,共编码10个蛋白。先前的研究表明,马铃薯Y病毒组多种病毒编码的保守蛋白P3具有多种功能,在病毒复制、致病性、克服宿主抗性、细胞间移动等方面均具有重要作用,而P3在大麦黄花叶病毒属中是否有类似功能目前还未见报道。本研究利用烟草脆裂病毒(Tobacco rattle virus,TRV)介导的本氏烟基因沉默系统,明确了WYMV的P3碳端在本氏烟上具有致病功能域P3-C,但完整的P3则不具有致病能力。进一步移码突变研究表明,P3-C的致病性是由其编码的多肽引起的,而非病毒来源的小干扰RNA介导的宿主基因沉默。同时P3-C的两个跨膜结构域对致病性具有重要作用,单独表达任何一个跨膜结构域P3-C均不能在本氏烟上引起明显症状。