农业生物技术学报

作者：虞悦, 周美琪, 戚晓清, 柳菁溪, 张雅芬, 叶子弘, 崔海峰

单位：中国计量大学 生命科学学院/浙江省生物计量与检验检疫技术重点实验室,杭州 310018

关键词：菰,菰黑粉菌,茎部膨大发育,3-吲哚乙酸(IAA)极性运输,表达模式,

菰黑粉菌(Ustilago esculenta)侵染菰(Zizania latifolia)植株后可诱导植株茎部膨大发育,顶端生长 受到显著抑制,这可能与茎部3-吲哚乙酸(3-indoleacetic acid, IAA)极性运输调控相关。本研究克隆获得了6个茭白'浙茭7号' IAA 极性运输输出载体相关基因 ZlPINs (Z. latifolia PIN formed),这6个基因均具有 PIN (PIN formed)蛋白家族的 Mem_trans 结构域, 其中 ZlPIN1a、ZlPIN1b、ZlPIN2 及 ZlPIN3a 均与野生稻 (Oryza brachyantha)氨基酸的同源性较高,相似度分别高达 96.80%、89.27%、90.52%及82.88%。菰植株组 织特异性表达分析发现, 6个 ZlPINs 基因均可在根部高表达(P<0.05);在叶片和叶鞘中表达量较低 ; ZlPIN1a、ZlPIN1b及ZlPIN4 可在茎部表达, 其中ZlPIN1a表达量显著高于其他 ZlPINs 基因(P<0.05), 推测 ZlPIN1a 可能是菰植株茎部 IAA 极性运输的主要调控基因。ZlPIN1a 基因(GenBank No. OM782294)克 隆序列全长为 1 770 bp,编码 589 个氨基酸,有6个外显子和5个内含子; 菰黑粉菌体外侵染表明,菰植株茎部 ZlPIN1a 基因的表达量受菰黑粉菌侵染的抑制调节(P<0.05),正常茭和灰茭植株的膨大发育初期, 茎部表达量均显著低于雄茭植株(P<0.05);茭白肉质茎部膨大发育进程中, 正常茭茎部 ZlPIN1a 的表达量先升高后降低,而灰茭茎部的表达量持续升高,ZlPIN1a 表达变化可能与菰黑粉菌侵染诱导的2种茎部膨大发育表型相关。本研究筛选获得了菰植株茎部表达的 IAA 极性运输相关基因 ZlPIN1a,明确了菰黑粉菌侵染对其在茎部表达的抑制调节,探讨了其在肉质茎膨大发育中的表达模式,为菰黑粉菌侵染诱导 菰植株茎部膨大发育的调节机制研究提供新的思路。

来源：2023年第6期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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