棉花凝集素类受体蛋白激酶基因GhLecRK1响应棉蚜危害的功能分析

何华; 楚龙燕; 李建平; 张建民; 于永浩; 《南方农业学报 》 2024 北大核心 CSCD

摘要：[目的]克隆棉花(Gossgpium hirsutum)凝集素类受体蛋白激酶(LecRK1)基因GhLecRK1,分析其在响应棉蚜危害中的功能,为培育棉花抗蚜新品种提供理论参考.[方法]在棉蚜诱导的棉花叶片全转录组测序数据分析基础上,克隆响应棉蚜危害的GhLecRK1基因,并对其序列进行生物信息学分析.采用实时荧光定量PCR检测GhLecRK1基因在棉蚜诱导下的表达模式,运用瞬时过表达技术研究其在棉花对棉蚜防御响应中的功能.[结果]GhLecRK1基因开放阅读框(ORF)长度1233 bp,编码410个氨基酸残基,理论等电点(pI)8.36,预测蛋白质分子量45948 Da,由具有1个α-甘露糖凝集素结合结构域、1个S-糖蛋白结构域(SLG)和1个纤溶酶原/苹果/线虫结构域(PAN)组成,属G型凝集素类受体蛋白激酶.同源序列比对分析结果表明,GhLecRK1与其他植物的G型LecRLKs序列具有高度相似性(94.39%).系统发育分析结果表明,GhLecRK1与Gossypium raimondii的Gr012449778.1亲缘关系最近.在棉蚜取食诱导后24、48和72 h的棉花植株的子叶、根、茎中GhLecRK1基因的表达量均有不同程度上调,但是仅有子叶在棉蚜取食24 h时GhLecRK1基因相对表达量显著上调(P<0.05,下同).选择性和非选择性试验结果显示,瞬时过表达GhLecRK1基因棉花上棉蚜的数量均少于WT植株和pMD植株,且在取食48 h时过表达GhLecRK1基因棉花上棉蚜蜜露的分泌量显著减少.[结论]GhLecRK1基因响应棉花对棉蚜的防御反应,GhLecRK1基因过量表达后可增强棉花对棉蚜的抗性.

关键词： 棉花 GhLecRK1基因 抗蚜性 瞬时过表达