山新杨谷胱甘肽S-转移酶编码基因PdbGSTU功能分析

黄颖; 王晓东; 遇文婧

北京林业大学学报 ›› 2024, Vol. 46 ›› Issue (08) : 68 -78.

黄颖, 王晓东, 遇文婧

作者信息 +

Author information +

文章历史 +

摘要

【目的】本研究旨在通过分析山新杨谷胱甘肽S-转移酶编码基因PdbGSTU的抗病功能，为林木抗性育种提供基因资源与抗性种质。【方法】克隆PdbGSTU基因序列并对其进行生物信息学分析，利用荧光定量PCR技术分析该基因的组织特异性表达及植物激素诱导下的表达模式。利用转基因技术获得山新杨的过/抑制表达PdbGSTU基因植株，通过观察比较接种细链格孢菌后各植株叶片的表型和病斑面积，验证该基因的抗病功能；同时测定接种病原菌前后，野生型和转基因山新杨植株内过氧化氢含量和抗氧化相关酶活性。【结果】（1）山新杨PdbGSTU基因开放阅读框全长753 bp，编码氨基酸250个，对应的蛋白质相对分子质量为29.01 kDa，为稳定的酸性亲水蛋白，定位于细胞质中；系统进化分析显示，PdbGSTU蛋白与银中杨的蛋白KAJ6918316亲缘关系最近；启动子序列分析显示，PdbGSTU基因启动子序列含多种响应植物激素和逆境胁迫的顺式作用元件。（2）RT-qPCR结果显示，PdbGSTU基因在山新杨顶芽表达量最高，在其根部表达量最低，且该基因受茉莉酸甲酯、水杨酸和1-氨基环丙基-1-羧酸3种植物激素诱导，均上调表达。（3）接种细链格孢菌后，野生型和抑制表达PdbGSTU基因植株的叶片上，病斑面积分别为6.42和16.46 mm2，而过表达PdbGSTU基因的植株叶片上，少部分接种点出现明显病斑，其余接种部分仅出现褪色。【结论】PdbGSTU正向参与山新杨对细链格孢菌侵染的抵御过程，可通过清除活性氧提高杨树对病原菌的抗性。