菌根誘導(dǎo)的柑橘Papain家族基因的挖掘及表達(dá)特性分析.pdf

1、柑橘根毛稀少，主要通過(guò)與叢枝菌根真菌(AMF，arbuscular mycorrhizal fungis)形成共生來(lái)吸收營(yíng)養(yǎng)。叢枝菌根真菌不僅可以幫助柑橘根系吸收養(yǎng)分，還可以增強(qiáng)其抵抗生物與非生物脅迫的能力，因此開(kāi)展柑橘菌根共生方面的研究意義重大。目前對(duì)柑橘菌根的研究主要停留在生理水平，柑橘與菌根互作在分子水平的研究鮮有報(bào)道。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)5個(gè)柑橘木瓜蛋白酶（Papain）基因受到菌根的誘導(dǎo)表達(dá)，暗示該類基因與菌根共生有關(guān)。基于此

2、，本研究首先通過(guò)進(jìn)化分析篩選關(guān)鍵的柑橘Papain基因，然后利用苜蓿模式系統(tǒng)分析了這些基因在菌根形成和發(fā)育過(guò)程中的時(shí)空表達(dá)、蛋白質(zhì)的亞細(xì)胞定位以及基因功能，主要結(jié)果如下:
　　通過(guò)Papain基因的系統(tǒng)進(jìn)化分析，我們發(fā)現(xiàn)4個(gè)柑橘基因（PtrCP1、PtrCP2、PtrCP4、PtrCP5）、9個(gè)苜?；蚝?個(gè)水稻基因聚集在一個(gè)不含非菌根植物（擬南芥）基因的進(jìn)化枝，且該進(jìn)化枝的全部柑橘、苜?；蚓艿絽仓膹?qiáng)烈誘導(dǎo);柑橘Papa

3、in基因PtrCP3則存在于另一個(gè)獨(dú)立分支。
　　通過(guò)qRT-PCR檢測(cè)表明，PtrCP1、PtrCP2、PtrCP3、PtrCP4、PtrCP5在菌根中的表達(dá)量相比未接種對(duì)照極顯著上調(diào)(p＜0.001)，暗示其參與菌根共生形成的調(diào)控;利用苜蓿毛根瞬時(shí)轉(zhuǎn)化體系研究了柑橘Papain基因在菌根中的表達(dá)特性:啟動(dòng)子-GUS分析表明，PtrCP1、PtrCP3、PtrCP4的啟動(dòng)子在叢枝細(xì)胞中受到特異性誘導(dǎo)，而殘缺的PtrCP2啟動(dòng)子則

4、未表現(xiàn)組織特異性;融合表達(dá)載體Nativepromoter-PtrCP4-GFP主要在叢枝部位尤其是叢枝的尖端富集表達(dá)。
　　為探討Papain基因在菌根中的功能，我們選擇了與柑橘PtrCP1、PtrCP2、PtrCP4、PtrCP5基因在同一分支的苜蓿基因MtCP1和MtCP9，通過(guò)篩選鑒定獲得了mtcp1和mtcp9的純合Tnt突變株系，正用于后續(xù)表型檢測(cè)。
　　鑒于Papain蛋白的水解酶特性及其在根瘤中促進(jìn)共生體衰老