小麦与叶锈菌互作过程中TabZIP3的功能研究

转录因子在植物对逆境胁迫的应答过程中具有重要作用,bZIP(basic domain leucine zipper)转录因子家族是参与抗病防卫反应的一类重要转录因子.本研究依据小麦(Triticum aestivum)与叶锈菌(Puccinia triticina)互作的转录组数据库,利用热图对bZIP转录因子家族unigenes的表达进行分析,筛选得到TabZIP3基因(Genbank No.BAD97365.1),利用qRT-PCR分析该基因在小麦与叶锈菌互作过程中的表达模式.结果显示,在不亲和组合中接种后8、12和16 h该基因持续高表达,且明显高于亲和组合.Plantcare软件分析该基因包含水杨酸(salicylic acid,SA)响应元件,实验中用外源SA喷施叶表面可诱导其表达;以大麦条纹花叶病毒(Barley stripe mosaicvirus,BSMV)为载体,利用病毒诱导的基因沉默(virus-induced gene silencing,VIGS)技术沉默该基因,然后接种叶锈菌,发现在接种后48和96 h,单侵染点处过敏性反应(hypersensitive reaction,HR)面积及叶锈菌吸器母细胞(haustorial mother cell,HMC)数量明显高于对照.本研究结果表明,TabZIP3可能参与小麦抵抗叶锈菌侵染的基础防卫反应的诱发,在叶锈菌侵染诱发的HR反应中可能具有正调控作用,并且TabZIP3的表达受SA诱导.该结果为深入研究转录因子TabZIP3在小麦抵抗叶锈菌侵染中的作用机制提供了基础资料,也为利用分子育种手段培育抗叶锈小麦新品种提供了候选基因.