| 柑橘SAR及其信号转导基因CsSABP2在黄龙病菌侵染中的响应特征 |
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| 引用本文： | 赵珂,郑林,杜美霞,龙俊宏,何永睿,陈善春,邹修平.柑橘SAR及其信号转导基因CsSABP2在黄龙病菌侵染中的响应特征[J].中国农业科学,2021,54(8):1638-1652. |
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| 作者姓名： | 赵珂 郑林 杜美霞 龙俊宏 何永睿 陈善春 邹修平 |
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| 作者单位： | 西南大学/中国农业科学院柑桔研究所/国家柑桔工程技术研究中心/国家柑桔品种改良中心,重庆 400712 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(31972393);国家重点研发计划(2018YFD0201500);国家现代农业产业技术体系建设专项(CARS-26);广西创新驱动发展专项桂科(AA18118046-6) |
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| 摘 要： | 【背景】柑橘系统获得性抗性（systemic acquired resistance,SAR）在柑橘抗黄龙病（Huanglongbing,HLB）过程中起着重要作用。水杨酸（SA）和水杨酸甲酯（MeSA）信号互换是激活植物SAR的关键信号转导途径,但其在抗HLB危害中的作用依然不清楚。【目的】以柑橘HLB不同耐病品种为材料,研究柑橘SAR及其信号转导的关键酶基因CsSABP2（salicylic acid binding protein 2）在HLB 病原菌‘Candidatus Liberibacter asiaticus’（CLas）侵染中的响应特征,了解柑橘SAR及CsSABP2响应CLas侵染的作用。【方法】从SAR Marker基因CsPR1、CsPR2、CsPR5表达、活性氧H2O2水平和淀粉含量变化等方面分析CLas侵染、外施SA和MeSA调控柑橘SAR的特征。进一步,基于易感HLB锦橙（Citrus sinensis）和耐HLB酸柚（C. grandis）感染CLas转录组测序比较分析,筛选和克隆响应CLas侵染的CsSABP2差异表达基因;生物信息学分析预测差异基因的生物学功能;qRT-PCR分析差异表达基因在锦橙、酸柚和耐HLB马蜂柑（C. hystrix）中响应CLas感染的表达变化;以锦橙叶片为试材分析差异表达基因响应外源SA和MeSA诱导的表达特征。【结果】SAR Marker基因响应CLas表达分析表明,CsPR1、CsPR2和CsPR5均正向响应CLas侵染上调表达,CsPR2和CsPR5在酸柚和马蜂柑中表达水平高于锦橙,特别是叶肉中两个基因的表达水平均显著高于锦橙;相反,CsPR1在叶脉中上调表达水平明显高于叶肉,且在锦橙叶脉中表达水平显著高于酸柚和马蜂柑叶脉中。离体模拟SA和MeSA调控柑橘SAR反应显示,与SA处理相比,MeSA处理明显诱导CsPR1、CsPR2和CsPR5上调表达,同时非处理部位基因（特别是CsPR5）表达水平也明显上调。H2O2检测结果表明,外源MeSA诱导非处理部位H2O2积累显著强于SA。同时,通过对外施MeSA、SA的感病叶片进行连续5周的淀粉含量检测,发现MeSA能明显减少感病叶片中淀粉的积累。进一步转录组数据和生物信息学分析表明,4个SAR关键调控基因CsSABP2-1、CsSABP2-2、CsSABP2-3、CsSABP2-4显著响应CLas侵染而差异表达,且编码蛋白质均含SABP2水解活性必需的保守结构域。qRT-PCR结果表明,CsSABP2-1、CsSABP2-4在耐病品种酸柚和马蜂柑中受CLas诱导高水平表达且在叶脉中的表达水平高于叶肉;CsSABP2-2和CsSABP2-3表达水平变化不明显。激素诱导结果显示,CsSABP2主要响应MeSA的诱导表达,MeSA显著诱导CsSABP2-2高水平表达（>10倍）,且显著下调CsSABP2-1和CsSABP2-4的表达（下调至0 h表达量的15%—55%）。【结论】耐病品种酸柚和马蜂柑SAR响应CLas的反应明显强于易感病品种锦橙,且MeSA在介导柑橘SAR抗病反应中起正向调控作用。SA与MeSA信号转导的关键酶基因CsSABP2-1 和CsSABP2-4在柑橘SAR响应CLas侵染中起着重要作用,其高水平表达与柑橘HLB抗性紧密相关;而且CsSABP2-1 、CsSABP2-2 、CsSABP2-4在调控SAR应答柑橘CLas侵染中可能起着关键的协同作用。
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| 关 键 词： | 柑橘黄龙病 韧皮部杆菌亚洲种 系统获得性抗性 水杨酸 水杨酸甲酯 SABP2 基因表达 |
| 收稿时间： | 2020-06-19 |
Response Characteristics of Plant SAR and Its Signaling Gene CsSABP2 to Huanglongbing Infection in Citrus |
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| ZHAO Ke,ZHENG Lin,DU MeiXia,LONG JunHong,HE YongRui,CHEN ShanChun,ZOU XiuPing.Response Characteristics of Plant SAR and Its Signaling Gene CsSABP2 to Huanglongbing Infection in Citrus[J].Scientia Agricultura Sinica,2021,54(8):1638-1652. |
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| Authors: | ZHAO Ke ZHENG Lin DU MeiXia LONG JunHong HE YongRui CHEN ShanChun ZOU XiuPing |
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| Institution: | Citrus Research Institute, Southwest University/Chinese Academy of Agricultural Sciences/National Citrus Engineering Research Center/National Center for Citrus Varieties Improvement, Chongqing 400712 |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | citrus Huanglongbing ‘Candidatus Liberibacter asiaticus’ (CLas) systemic acquired resistance (SAR) salicylic acid (SA) methyl salicylate (MeSA) SABP2 gene expression |
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