园艺学报 ›› 2026, Vol. 53 ›› Issue (3): 709-722.doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2025-0312
收稿日期:2025-06-12
修回日期:2025-11-19
出版日期:2026-03-25
发布日期:2026-03-20
通讯作者:
基金资助:
ZHU Yongfang, JIANG Yulei, GUO Xianfeng*(
)
Received:2025-06-12
Revised:2025-11-19
Published:2026-03-25
Online:2026-03-20
摘要: 由细极链格孢菌(Alternaria tenuissima)引发的叶斑病是芍药田间生产中的主要叶部病害。前期研究表明PlWRKY65可增强芍药对细极链格孢菌侵染的抗病性。本研究中以芍药‘大富贵’为供试材料,利用基因沉默(virus-induced gene silencing,VIGS)技术沉默PlWRKY65后再接种致病菌A. tenuissima,观测叶片发病进程及细胞超敏反应;取接种后0、12、48和96 h叶片,进行转录组测序分析,以未沉默PlWRKY65的叶片为对照。结果表明:PlWRKY65沉默组叶片的发病时间(48 h)较对照明显提前,12 h超敏反应差异最大;在致病菌侵染芍药叶片0、12、48和96 h后,PlWRKY65沉默组与对照组之间分别产生3 487、2 792、2 712、2 388个差异表达基因(differentially expressed gene,DEG);这些DEG主要反映了细胞壁、植物激素信号转导及花青素生物合成代谢中相关基因表达水平的差异。致病菌侵染后,沉默组叶片中木质素、果胶、纤维素、半纤维素等细胞壁成分含量显著降低,而花青素含量的变化无规律。综上,PlWRKY65通过介导细胞壁代谢而增强芍药抵御病原菌侵染的能力。
朱永芳, 姜玉蕾, 郭先锋. PlWRKY65影响芍药叶片响应细极链格孢菌侵染的防御通路分析[J]. 园艺学报, 2026, 53(3): 709-722.
ZHU Yongfang, JIANG Yulei, GUO Xianfeng. Analysis of Defense Pathways Affected by PlWRKY65 in Herbaceous Peony Leaves in Response to Alternaria tenuissima[J]. Acta Horticulturae Sinica, 2026, 53(3): 709-722.
| 用途 Purpose | 基因 Gene | 正向序列(5′-3′) Forward sequence | 反向序列(5′-3′) Reverse sequence |
|---|---|---|---|
| 基因沉默 VIGS | PlWRKY65 | GTGAGTAAGGTTACCGATTCAACCACCATGCCACCTCCTC | GAGACGCGTGAGCTCGGTACCCGAGGTGGTCCCACACCAC |
| 内参 Internal reference | PlActin | ATGGCTGGAACAGGACTT | ACTGCTGAACGGGAAATT |
| 实时荧光定量验证 qRT-PCR verification | PlPR2.1 | CGCTTCTCAAATCTCAGGGTATC | AGAGGAGTTCGTTGGGTAAGT |
| PlPR2.2 | ATCTTCATCGTCGTCTTCATCT | GCCAGCAAATATACAAACATCCA | |
| PlPR2.3 | AACGGCGATGATTCACGAGAG | ATGCTGTGTGGAGTTGTAACCTT | |
| PlPR2.4 | GCAGAACATTCACAACGCAATT | CCAAGTCCAGGAGTCTCAAGT | |
| PlPR2.5 | GGACAATACAACTACCAGAACTT | CAGTCTCCGACACTACAATTC | |
| PlPR2.6 | AACGATGAATCAACGCCGATAA | CCTCCTTCTCCACAAGCATAATC | |
| PlPR4 | AACATCATCAATGGCGGACTT | AGAGGTTGGCATATCTTTGGAAG | |
| PlPR5.1 | CGTGTGCCGTGTTTAATCAAC | AACTATAAGCCTGAGGACATTGG | |
| PlPR5.2 | CTTGCTTGTGATGGACTTATAGGC | TTTGATGCTGTGGGCTTTGTT | |
| PlPR5.3 | GAGTCTGGTGGATGGCTACAA | GGCACATCACATTCAAGTCACT | |
| PlPR5.4 | CAGATGGGAGTGTGATTTCTTG | ACTATAAGCCTGAGGACATTGG |
表1 本研究中所用引物序列
Table 1 Sequences of the used primers in this study
| 用途 Purpose | 基因 Gene | 正向序列(5′-3′) Forward sequence | 反向序列(5′-3′) Reverse sequence |
|---|---|---|---|
| 基因沉默 VIGS | PlWRKY65 | GTGAGTAAGGTTACCGATTCAACCACCATGCCACCTCCTC | GAGACGCGTGAGCTCGGTACCCGAGGTGGTCCCACACCAC |
| 内参 Internal reference | PlActin | ATGGCTGGAACAGGACTT | ACTGCTGAACGGGAAATT |
| 实时荧光定量验证 qRT-PCR verification | PlPR2.1 | CGCTTCTCAAATCTCAGGGTATC | AGAGGAGTTCGTTGGGTAAGT |
| PlPR2.2 | ATCTTCATCGTCGTCTTCATCT | GCCAGCAAATATACAAACATCCA | |
| PlPR2.3 | AACGGCGATGATTCACGAGAG | ATGCTGTGTGGAGTTGTAACCTT | |
| PlPR2.4 | GCAGAACATTCACAACGCAATT | CCAAGTCCAGGAGTCTCAAGT | |
| PlPR2.5 | GGACAATACAACTACCAGAACTT | CAGTCTCCGACACTACAATTC | |
| PlPR2.6 | AACGATGAATCAACGCCGATAA | CCTCCTTCTCCACAAGCATAATC | |
| PlPR4 | AACATCATCAATGGCGGACTT | AGAGGTTGGCATATCTTTGGAAG | |
| PlPR5.1 | CGTGTGCCGTGTTTAATCAAC | AACTATAAGCCTGAGGACATTGG | |
| PlPR5.2 | CTTGCTTGTGATGGACTTATAGGC | TTTGATGCTGTGGGCTTTGTT | |
| PlPR5.3 | GAGTCTGGTGGATGGCTACAA | GGCACATCACATTCAAGTCACT | |
| PlPR5.4 | CAGATGGGAGTGTGATTTCTTG | ACTATAAGCCTGAGGACATTGG |
图1 叶片接种Alternaria tenuissima后不同时期的感病表型(A)、病情指数(B)和超敏反应(C) A、B图中,鉴于首次出现病症的时间点为48 h,为使图片更加清晰,故将6、12、24 h时照片省去。A图中的黄色框线表示接种处,在其右下角辅以相应的放大图。B图中不同小写字母表示同一接种时间不同处理间差异显著(P < 0.05)。 C图中台盼蓝染的蓝色指示叶片细胞超敏反应程度
Fig. 1 Phenotype(A),disease index(B)and hypersensitive response(C)of peony leaves in each group at different time after inoculation with Alternaria tenuissima Since the disease symptom did not appear until 48 h,the phenotype or data at 6,12 and 24 h were therefore not shown in Fig. A and Fig. B to make the pictures clearer. In Fig. A,yellow rectangles indicate the inoculation sites,accompanying by the corresponding close-up views in the lower right corners. In Fig. B,different lowercase letters indicate significant difference among different treatment at the same inoculation time(P < 0.05). In Fig. C,the blue dots stained by trypan blue indicate the degree of hypertensive response occurred in the leaf cells
图2 样品间基因表达量相关性(A)、差异表达基因数(B)及韦恩图(C)分析
Fig. 2 Correlation of gene expression(A)between samples,number of differentially expressed genes(B),and Venn diagram(C)analysis of the DEGs
图4 差异表达基因的KEGG富集分析 富集因子值越大,表示富集的程度越大
Fig. 4 KEGG enrichment analysis of the differentially expressed genes The larger the enrich factor,the greater the degree of enrichment
图5 沉默PlWRKY65和空载植株在接种病原菌后其叶片中细胞壁组分含量变化
Fig. 5 Change in the content of cell wall components in the leaves of PlWRKY65-silenced and empty-vector plants after inoculation with pathogens * P < 0.05,** P < 0.01
图6 沉默PlWRKY65和空载植株在接种病原菌后其叶片中花青素含量变化 ** 表示极显著差异(P < 0.01)
Fig. 6 Change of the anthocyanin content in the leaves of PlWRKY65-silenced and empty-vector plants after inoculation with pathogens ** indicates significant difference at P < 0.01
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