棉花抗黄萎病相关基因GhDIR1的生物学功能分析

文献类型： 中文期刊

第一作者： 黄雨欣

作者： 黄雨欣;谢涛;王省芬;郭惠明;程红梅;马伯军;陈析丰;苏晓峰

作者机构：

关键词： 陆地棉;棉花黄萎病;GhDIR1;病毒诱导的基因沉默;转录组分析

期刊名称： 植物学报

ISSN： 1674-3466

年卷期： 2025 年 60 卷 005 期

页码： 816-830

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 由大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)引起的黄萎病是棉花(Gossypium hirsutum)生产中最主要的威胁之一,其可导致棉花大幅减产和纤维品质严重下降。前期对接种大丽轮枝菌的拟南芥(Arabidopsis thaliana)进行转录组分析,表明DIR1类蛋白基因AT3G53980.2受病原菌强烈诱导表达。该研究发现,棉花脂质转移蛋白编码基因GhDIR1(Gh＿A09G180700.1)与AT3G53980.2表现出高度的同源性。生物信息学分析表明, GhDIR1开放阅读框(ORF)为351 bp,编码116个氨基酸残基。亚细胞定位结果显示GhDIR1定位于细胞膜。分析GhDIR1在大丽轮枝菌V991侵染后的表达模式,发现其能快速响应大丽轮枝菌侵染。利用病毒诱导的基因沉默(VIGS)技术下调该基因表达后,棉花对黄萎病菌的抗性显著降低。野生型和GhDIR1沉默植株转录组测序结果表明,差异表达基因主要在类黄酮生物合成、倍半萜和三萜生物合成以及α-亚麻酸代谢3个途径富集;同时,荧光定量PCR结果表明, 3个途径中的6个关键基因(GhCHS、GhDFR、GhCAD、GhSEQ、GhLOX和GhAOC)在GhDIR1沉默植株中均下调表达,与转录组数据一致。推测GhDIR1可能通过介导类黄酮和萜类化合物的合成途径,并调节茉莉酸(JA)等植物激素的次级代谢来激活相关信号通路,进而影响植株抗病性。综上, GhDIR1作为棉花抗黄萎病的正向调控因子,通过参与多种激素和抗病信号网络调控植物的免疫反应。

分类号： S435.621.2

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