农业生物技术学报

作者：郑宇捷, 周雅萍, 马莹然, 王晶, 汤近天, 夏文强, 张雅芬, 叶子弘, 崔海峰

单位：中国计量大学 生命科学学院/国家市场监督管理总局重点实验室（微生物计量检测与生物制品质量安全）,杭州 310018

关键词：菰,菰黑粉菌,钙依赖蛋白激酶相关激酶(CRK),茎部膨大发育,基因表达,

基金：国家自然科学基金(U20A2043); 浙江省重点研发计划(2021C02058); 浙江省“万人计划”科技创新领军人才项目(2019R52018); 浙江省基础公益研究计划(LGN21C150012)

菰黑粉菌(Ustilago esculenta)侵染菰(Zizania latifolia)植株茎部能够诱导茎部膨大发育形成可食用的肉质茎,期间菰植株茎部生长素(auxin, IAA)极性运输相关基因表达显著下调。本研究克隆获得菰钙依赖蛋白激酶相关激酶5基因(calcium-dependent protein kinase related kinase 5, Zl-CRK5),gDNA序列全长4 224 bp,可编码453个氨基酸,具有CRK激酶家族典型的STKc_CAMK保守结构域,与短花稻(Oryza brachyantha)遗传距离较近。qPCR分析显示,Zl-CRK5在菰植株茎部与叶鞘表达显著高于须根与叶片(P<0.05),并受菰黑粉菌侵染诱导调节,其在侵染7 d后的菰植株茎部表达显著下调(P<0.05);菰起始膨大发育后,植株茎部Zl-CRK5表达显著下调(P<0.05),并在随后膨大发育进程中维持较低表达(P<0.05);IAA极性运输抑制剂萘草胺(N-1-Naphthylphthalamic acid, NPA)处理分析发现,菰植株茎部Zl-CRK5与IAA极性运输相关基因PIN1 (PIN-formed)中Zl-PIN1b及Zl-PIN1c呈协调表达,可能参与了茎部IAA极性运输调节。本研究探讨了Zl-CRK5参与IAA极性运输相关基因Zl-PIN1b及Zl-PIN1c表达调节的可能作用模式,有助于深入揭示菰黑粉菌侵染诱导菰植株茎部膨大发育的调节机制。

来源：2025年第5期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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