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簇毛麦基因HIPP1-V正向调控普通小麦对白粉病的广谱抗性

张恒  李颖波  肖进  王宗宽  王海燕  王秀娥  
【摘要】:小麦白粉病是由小麦白粉病菌(Blurmeria graminis f. sp. tritici, Bgt)引发的真菌性病害。簇毛麦中一个编码E3连接酶的基因CMPG1-V在小麦抗白粉病过程中发挥着重要作用,为了鉴定CMPG1-V互作蛋白,解析CMPG1-V介导的白粉病抗性分子通路,以CMPG1-V为诱饵,筛选簇毛麦酵母文库,得到互作蛋白CMIN2,该蛋白属HIPP(Heavy metal associated isoprenylated plant protein)类蛋白,将该基因命名为HIPP1-V, Pull-down和BiFC实验进一步验证了HIPP1-V与CMPG1-V之间的互作,体外泛素化和降解实验证明:HIPP1-V可以被CMPG1-V单泛素化,但不能被降解。HIPP1-V在簇毛麦中受白粉菌诱导后表现出快速上调表达,单细胞瞬间表达实验和转基因实验都证明HIPP1-V能增强扬麦158对白粉病的广谱抗性,在硬簇麦中沉默HIPP1-V能使其感病;HIPP1-V主要定位于细胞膜和细胞核,法尼化结构域的突变破坏了HIPP1-V的膜定位,并且突变的HIPP1-VC148G不能增强扬麦158对白粉病的抗性,重金属结合结构域的突变对HIPP1-V的定位及抗病功能无影响;重金属(Cd2+)胁迫能快速诱导HIPP1-V在簇毛麦中的表达,转基因实验也表明过量表达HIPP1-V能提高扬麦158对重金属毒害的耐受性。综上所述,HIPP1-V在小麦的生物及非生物抗性中发挥着重要作用。

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