农业生物技术学报

作者：申建双, 胡玥, 李雪芹, 程和丰, 金松恒

单位：1 浙江农林大学 暨阳学院,诸暨 311800; 2 杭州职业技术学院,杭州 310000

关键词：锦绣杜鹃,病毒诱导的基因沉默(VIGS),热激转录因子(HSFs),叶绿素荧光,基因功能分析,

基金：国家重点研发计划(2019YFE0118900); 国家自然科学基金(31971641; 32201608)

杜鹃花(Rhododendron)具有极高的观赏价值、经济价值和药用价值,而目前栽培的大多数杜鹃优良品种的耐热性较差,温度的升高会严重影响其正常生长发育。热激转录因子(heat stress transcription factors, HSFs)在植物热激应答或耐热性调控中起核心作用。本研究克隆了锦绣杜鹃(Rhododendron×pulchrum) RpHSFC1a (GenBank No. OQ628046)和八氢番茄红素脱氢酶(phytoene desaturase)基因RpPDS (GenBank No. OQ628048),以RpPDS为报告基因,烟草脆裂叶病毒(Tobacco rattle virus, TRV)为载体,构建锦绣杜鹃病毒诱导的基因沉默(virus-induced gene silencing, VIGS)体系,并对RpHSFC1a基因的生物信息学及其在响应高温胁迫中的功能进行了分析。通过表型观测、PCR和qPCR方法检测发现,TRV病毒可以侵染并在锦绣杜鹃叶片中复制和转移,当RpPDS基因被抑制表达后,锦绣杜鹃叶片会出现黄化现象,表明TRV病毒介导的基因沉默体系可以在锦绣杜鹃中应用。RpHSFC1a基因的CDS共891 bp,编码296个氨基酸,编码蛋白具有HSF_DNA-bind superfamily保守结构域。RpHSFC1a蛋白预测为亲水蛋白和跨膜蛋白。系统发育分析表明,RpHSFC1a蛋白与君迁子(Diospyros lotus) HSFC1同源性最高,为75.8%。热胁迫下,RpHSFC1a基因显著高表达,RpHSFC1a基因沉默株系叶片的叶绿素参数Fv/Fm、PIABS和ETo/RC显著小于对照组;而DIo/RC显著高于对照组。表明RpHSFC1a基因的低表达可导致PSⅡ光能利用的能力降低,进而降低了锦绣杜鹃抵御高温胁迫的能力,推测RpHSFC1a基因参与锦绣杜鹃响应高温胁迫的调控。本研究可为杜鹃耐热性的研究提供理论参考,也为提高杜鹃高温胁迫耐受能力提供基因资源。

来源：2024年第6期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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