园艺学报 ›› 2024, Vol. 51 ›› Issue (3): 533-544.doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2023-0113
刘艳艳1, 丁颖1, 刘兴华1, 郑佳秋1, 刘志钦2,*()
收稿日期:
2023-08-30
修回日期:
2023-12-08
出版日期:
2024-03-25
发布日期:
2024-03-22
通讯作者:
基金资助:
LIU Yanyan1, DING Ying1, LIU Xinghua1, ZHENG Jiaqiu1, LIU Zhiqin2,*()
Received:
2023-08-30
Revised:
2023-12-08
Published:
2024-03-25
Online:
2024-03-22
摘要:
为明确辣椒(Capsicum annuum)编码突触囊泡结合蛋白(Synaptotagmin,SYT)基因CaSYT1在辣椒应答疫霉侵染中可能发挥的作用,通过蛋白保守结构预测、亚细胞定位、疫霉及植物生长调节剂处理、瞬时表达、基因沉默等方法对CaSYT1的表达和功能进行了初步研究。结果表明:CaSYT1含有1个跨膜螺旋结构域和2个C2结构域,定位在细胞膜;CaSYT1的转录水平受疫霉侵染以及外源SA的诱导,且在疫霉侵染以及外源SA处理下CaSYT1启动子活性被激活并驱动了下游基因的转录表达;CaSYT1的瞬时表达能够诱发辣椒叶片内H2O2的大量积累,触发了明显的过敏性细胞坏死;CaSYT1沉默增强了辣椒应答疫霉侵染的抗病性,且伴随着CaPR1、NPR1、CaDEF1抗病相关基因的上调表达,暗示CaSYT1在辣椒应答疫霉侵染中起负调节作用,而其瞬时表达却能触发H2O2的积累和过敏性细胞坏死,表明CaSYT1以不依赖于细胞坏死和H2O2积累的方式在辣椒应答疫霉侵染中起着负调节作用。
刘艳艳, 丁颖, 刘兴华, 郑佳秋, 刘志钦. 辣椒CaSYT1的鉴定及其在疫霉侵染过程中的功能初探[J]. 园艺学报, 2024, 51(3): 533-544.
LIU Yanyan, DING Ying, LIU Xinghua, ZHENG Jiaqiu, LIU Zhiqin. Identification of Pepper CaSYT1 and Its Function in Phytophthora capsici Infection[J]. Acta Horticulturae Sinica, 2024, 51(3): 533-544.
用途 Usage | 基因 Gene | 正向序列(5′-3′) Forward sequence | 反向序列(5′-3′) Reverse sequence |
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实时荧光定量 qRT-PCR | CaSYT1 | ATGGGTTTTGTGAGTACGAT | AATTGGTGCCGCAATATCTT |
CaPR1(Rezaul et al., | CAGGATGCAACACTCTGGTGG | ATCAAAGGCCGGTTGGTC | |
CaHIR1(Choi et al., | GACATGGTCCTGGTAACCCA | CCCAACAGAAGCCTGAAGAA | |
CaNPR1(Dong, | ACTTCTTCGCCGACGCCAAG | GCCAACACATTCACCAGAGCATC | |
CaDEF1(Do et al., | GAGGAAGAAGTTTGAAAG | GAAATACACCACATGAAG | |
亚细胞定位载体构建Construction of subcellular localization vectors | CaSYT1 | AAAAAGCAGGCTACATGGGTTTTGTGAGTACGAT | AGAAAGCTGGGTCGCTGCAATGGCGAACTGCATCT |
瞬时表达载体构建Construction of transient overexpression vectors | CaSYT1 | AAAAAGCAGGCTACATGGGTTTTGTGAGTACGAT | AGAAAGCTGGGTCTCAAGATGCAGTTCGCCATT |
沉默载体构建 Construction of silent vectors | CaSYT1 | AAAAAGCAGGCTACATGGGTTTTGTGAGTACGAT | AGAAAGCTGGGTCAATTGGTGCCGCAATATCTT |
表1 本研究中所用的引物序列
Table 1 Primer sequences used in this study
用途 Usage | 基因 Gene | 正向序列(5′-3′) Forward sequence | 反向序列(5′-3′) Reverse sequence |
---|---|---|---|
实时荧光定量 qRT-PCR | CaSYT1 | ATGGGTTTTGTGAGTACGAT | AATTGGTGCCGCAATATCTT |
CaPR1(Rezaul et al., | CAGGATGCAACACTCTGGTGG | ATCAAAGGCCGGTTGGTC | |
CaHIR1(Choi et al., | GACATGGTCCTGGTAACCCA | CCCAACAGAAGCCTGAAGAA | |
CaNPR1(Dong, | ACTTCTTCGCCGACGCCAAG | GCCAACACATTCACCAGAGCATC | |
CaDEF1(Do et al., | GAGGAAGAAGTTTGAAAG | GAAATACACCACATGAAG | |
亚细胞定位载体构建Construction of subcellular localization vectors | CaSYT1 | AAAAAGCAGGCTACATGGGTTTTGTGAGTACGAT | AGAAAGCTGGGTCGCTGCAATGGCGAACTGCATCT |
瞬时表达载体构建Construction of transient overexpression vectors | CaSYT1 | AAAAAGCAGGCTACATGGGTTTTGTGAGTACGAT | AGAAAGCTGGGTCTCAAGATGCAGTTCGCCATT |
沉默载体构建 Construction of silent vectors | CaSYT1 | AAAAAGCAGGCTACATGGGTTTTGTGAGTACGAT | AGAAAGCTGGGTCAATTGGTGCCGCAATATCTT |
图3 辣椒CaSYT1在疫霉侵染和不同外源植物激素处理后的转录水平 *、**分别表示在P < 0.05、P < 0.01水平上差异显著。下同。
Fig. 3 The transcriptional expression levels of CaSYT1 in pepper plant leaves inoculated with Phytophthora capsica and treated with different exogenous phytohormones * and ** indicate that there are significant difference at the levels of P < 0.05 and P < 0.01. The same below.
图5 辣椒接种疫霉和不同植物生长调节剂处理后CaSYT1启动子驱动的GUS酶活性
Fig. 5 GUS enzyme activity driven by CaSYT1 after inoculation with Phytophthora capsici and treatment with different exogenous plant hormones
图6 辣椒瞬时表达CaSYT1对由类似过敏反应引起的细胞死亡(A)及电导率(B)的影响
Fig. 6 The effect of transient overexpression of CaSYT1 on hypersensitive response mimicked cell death(A)and conductivity(B)
图8 CaSYT1干扰增强辣椒植株应答疫霉的抗病性 A:阳性对照CaPDS沉默3周后出现漂白现象。B:接种疫霉24 h后CaSYT1相对表达量的Real-time RT-PCR检测。C:接种疫霉孢子后的辣椒幼苗表型。D:辣椒离体叶片接种疫霉菌块后的病斑。E:辣椒叶片相关抗性基因转录水平的real-time RT-PCR检测。
Fig. 8 CaSYT1-silencing enhances pepper’s resistance to Phytophthora capsici inoculation A:The phenotype of CaPDS-silenced pepper plant three weeks post agro-infiltration. B:The relative expression of CaSYT1 was detected by real-time RT-PCR 24h after inoculation with Phytophthora capsici. C:Phenotype of pepper seedlings after inoculation with Phytophthora capsici. D:Diseased spots on isolated leaves of pepper after inoculation of Phytophthora capsici. E:Real-time RT-PCR detection of transcriptional levels of related resistance genes in pepper leaves.
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