文献类型： 中文期刊

作者： 龚珂珂 ¹ ; 张梦雅 ² ; 李志勇 ² ; 刘佳 ² ; 马继芳 ² ; 董志平 ² ; 贾小平 ¹ ; 白辉 ² ;

作者机构： 1.河南科技大学农学院

2.河北省农林科学院谷子研究所

关键词： 谷子;MAPKK;锈病;Real-time PCR;单倍型分析

期刊名称： 华北农学报

ISSN： 1000-7091

年卷期： 2024 年 39 卷 005 期

页码： 193-203

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 丝裂原活化蛋白激酶（MAPKK或MKK）在植物的生长发育与胁迫响应等过程中发挥着重要作用。为了鉴定谷子抗锈病相关的MAPKK基因，为谷子抗锈病机理研究和抗病分子育种提供候选基因，运用生物信息学方法在全基因组水平上鉴定与分析谷子MAPKK基因家族成员（SiMKKs）;利用Real-time PCR技术，检测谷子SiMKKs基因在不同组织部位、谷锈菌胁迫与外源激素处理下的表达水平；利用Excel、MEGA、DnaSP分析70份重测序谷子品种中抗锈病相关SiMKKs基因的变异位点和单倍型，结合表型鉴定抗锈病优异单倍型。结果表明，共鉴定到10个谷子SiMKKs成员，分布于5条染色体上，外显子数1～11个不等，编码蛋白质含有331～523个氨基酸；谷子MAPKK基因家族成员分为4组，A和B组包含S/T-X₅-S/T基序，C和D组的SiMKKs不具有该基序，保守基序Motif 1～Motif 6存在于所有SiMKKs蛋白中；每个SiMKK基因的启动子区均含有防御和胁迫响应、茉莉酸甲酯（MeJA）响应、水杨酸（SA）响应、激发子激活等1～3种生物胁迫相关顺式作用元件。除SiMKK10-1和SiMKK10-3未检测到表达信号外，其余8个SiMKKs基因在不同组织部位、谷锈菌侵染、SA和MeJA处理下均有不同程度的表达。SiMKK4、SiMKK5和SiMKK10-2在孕穗期的根中表达量较高，SiMKK6-1和SiMKK6-2在孕穗期茎中表达量较高；SiMKK4在接种后24 h的抗病反应中上调表达、感病反应中下调表达，其表达与抗病相关；SiMKK4在SA和MeJA激素处理后的16 h内上调表达，之后下调表达，且在SA处理过程中表现持续的表达变化，其余7个SiMKKs基因在SA和MeJA处理中的表达模式也基本一致。SiMKK4基因编码区共分为7个单倍型，Hap＿1为优势单倍型，未发现抗病关键变异位点。综上所述，谷子SiMKK4的表达与抗锈病相关，其可能通过SA和MeJA信号途径参与谷子的早期抗病反应。