农业生物技术学报

作者：赵鼎, 王路遥, 舒海东, 李子豪, 董莎萌

单位：1 南京农业大学 植物保护学院,南京 210095; 2 南京农业大学 教育部农作物生物灾害综合治理重点实验室,南京 210095; 3 上海交通大学 农业与生物学院,上海 200240; 4 中国农业科学院 深圳农业基因组研究所,深圳 518120

关键词：马铃薯,盐胁迫,致病疫霉,半胱氨酸蛋白酶抑制子6 (CYS6),

基金：国家马铃薯产业技术体系(CARS09); 广东省基础与应用基础研究重大项目(2021B0301030004); 中国博士后科学基金(2022M711660)

培育耐盐碱和抗晚疫病的马铃薯(Solanum tuberosum)是马铃薯产业发展的重要需求之一。为初步解析马铃薯响应盐胁迫和晚疫病的病原—致病疫霉(Phytophthora infestans)侵染的机制,本研究通过转录组测序筛选响应盐胁迫和致病疫霉侵染的关键基因。结果显示,对于育苗块培养4周后的马铃薯组培苗,用100 mmol/L NaCl处理1周后,致病疫霉在叶片上的侵染面积显著增大,即盐胁迫使马铃薯对致病疫霉的抵抗能力显著减弱;转录组测序发现,盐胁迫条件下3 780个马铃薯基因表达发生显著变化,其中半胱氨酸蛋白酶抑制子6 (cystatin 6, CYS6)基因显著下调表达。qRT-PCR结果进一步证明,StCYS6基因在盐胁迫处理的马铃薯叶片中下调表达,而在致病疫霉侵染后上调表达;StCYS6基因在本氏烟草(Nicotiana benthamiana)叶片中瞬时表达可显著提升植株对致病疫霉的抗性。失活突变体的瞬时表达结果显示,StCYS6蛋白促进烟草对致病疫霉的抗性并不依赖于其半胱氨酸蛋白酶抑制子活性。对StCYS6转基因马铃薯植株进行耐盐性和致病疫霉抗性分析,结果显示,马铃薯叶片的萎蔫程度显著降低,即StCYS6能够显著提升马铃薯耐盐能力;但是,StCYS6转基因马铃薯植株对致病疫霉的抗性没有明显改善。本研究获得可增强马铃薯耐盐能力的候选基因StCYS6,为培育抗逆马铃薯新品种提供基础资料。

来源：2024年第6期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

查看农业生物技术学报杂志2024年第6期