河南农业科学 ›› 2017, Vol. 46 ›› Issue (2): 49-54.

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烟草的TMV侵染耐受性与谷胱甘肽代谢途径的关系

王 静1,周 祁2,李丽华3,郝风声2,魏远方2,杨立均4,刘卫群2*   

  1. 1.河南农业大学 烟草学院,河南 郑州 450002; 2.河南农业大学 生命科学学院,河南 郑州 450002;3.河南省农业科学院 粮食作物研究所,河南 郑州 450002; 4.河南省烟草公司 驻马店市公司,河南 驻马店463000
  • 收稿日期:2016-10-04 出版日期:2017-02-15 发布日期:2017-02-15
  • 通讯作者: 刘卫群(1956-),女,河北临城人,教授,博士,主要从事植物逆境分子生物学研究。E-mail:liuweiqun2004@126.com
  • 作者简介:王 静(1985-),女,山西长治人,讲师,博士,主要从事植物逆境分子生物学研究。E-mail:wangjing040922@126.com
  • 基金资助:
    驻马店市烟草公司科技计划项目

  • Received:2016-10-04 Published:2017-02-15 Online:2017-02-15

摘要: 为了深入了解烟草对烟草花叶病毒(TMV)的抗性机制,以耐受TMV感染品种豫烟8号和具有相同遗传背景对花叶病敏感的品种NC89为材料,通过对高通量测序获得的转录组数据进行生物信息学分析发现,二者接种TMV后的差异表达基因富集通路中共同存在谷胱甘肽代谢途径,且耐受性品种豫烟8号中该途径有增强的趋势。采用荧光定量PCR和分光光度法检测了两品种接种TMV前后谷胱甘肽代谢途径中关键酶谷胱甘肽S转移酶(GST)基因表达水平、酶活性以及谷胱甘肽(GSH)含量的变化。结果表明,接种TMV后两品种中GST基因表达水平升高,GST酶活性增强,GSH含量升高,耐受性品种豫烟8号增幅更明显。通过硫元素的丰缺试验研究了接种TMV对GST基因及与TMV侵染耐受性相关基因表达水平的影响,结果显示,+S和-S处理中两品种接种病毒后这些基因的表达趋势一致,-S处理的表达量低于+S处理。GST、 PR1-a、HSP90和Catalase-3这些抗病相关基因都呈上调表达,其中豫烟8号接种后的表达量均高于NC89;而PsbA和Photosystem 〖QX(Y10〗Ⅱ〖QX)〗 10 kDa polypeptide 2个涉及光合作用的基因均呈现下调表达,但是接种后豫烟8号的下调幅度小于NC89。以上表明,在耐受TMV感染的品种中,谷胱甘肽代谢增强对细胞环境的氧化还原平衡有一定的促进作用,使光系统Ⅱ中的关键成分D1蛋白基因PsbA的表达相对稳定,从而减轻光合系统的破坏程度。

关键词: 烟草花叶病毒,  , 耐受性,  , 谷胱甘肽,  , 谷胱甘肽S转移酶