小麥 TcLr19PR2基因在茉莉酸甲酯、乙烯及葉銹菌脅迫下的表達(dá)分析

張家瑞，張艷俊，王 菲，王海燕，劉大群

(河北農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院/河北省農(nóng)作物病蟲(chóng)害生物防治工程技術(shù)研究中心，河北保定 071001)

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小麥 TcLr19PR2基因在茉莉酸甲酯、乙烯及葉銹菌脅迫下的表達(dá)分析

張家瑞，張艷俊，王 菲，王海燕，劉大群

(河北農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院/河北省農(nóng)作物病蟲(chóng)害生物防治工程技術(shù)研究中心，河北保定 071001)

為揭示小麥 TcLr19PR2基因在信號(hào)分子和葉銹菌誘導(dǎo)下的表達(dá)情況，利用半定量RT-PCR方法分析了不同濃度茉莉酸甲酯(MeJA)和乙烯(ETH)誘導(dǎo)后于不同時(shí)間點(diǎn)該基因表達(dá)模式，明確MeJA和ETH最佳誘導(dǎo)濃度及誘導(dǎo)時(shí)間，同時(shí)分析了MeJA和ETH預(yù)處理后于不同時(shí)期接種葉銹菌后該基因在小麥中的表達(dá)特征。結(jié)果表明，MeJA和ETH的最佳誘導(dǎo)濃度分別為0.1和1.0 mmol·L-1。接種葉銹菌后， TcLr19PR2基因表達(dá)量在MeJA誘導(dǎo)后0～3 d都有明顯上調(diào)，并在MeJA預(yù)處理3 d后接種葉銹菌24 h時(shí) TcLr19PR2基因表達(dá)量達(dá)到最大，基因表達(dá)峰值的出現(xiàn)要早于未接菌處理；ETH預(yù)處理3 d后接種葉銹菌24 h時(shí) TcLr19PR2基因表達(dá)水平開(kāi)始升高，預(yù)處理10 d后，接菌處理的各時(shí)間點(diǎn)均高于未接菌處理。以上結(jié)果說(shuō)明，葉銹菌和信號(hào)分子協(xié)同作用能夠顯著誘導(dǎo) TcLr19PR2基因的表達(dá)，共同參與小麥品系TcLr19的抗葉銹病防御反應(yīng)。

小麥；葉銹菌；信號(hào)分子；β-1,3-葡聚糖酶基因；表達(dá)分析

β-1,3-葡聚糖是真菌細(xì)胞壁的重要結(jié)構(gòu)成分。許多真菌的菌絲尖端往往直接受到β-1,3-葡聚糖酶的攻擊。β-1,3-葡聚糖酶能催化β-1,3-葡聚糖多聚體水解，水解的寡糖產(chǎn)物是植物防御反應(yīng)的重要激發(fā)子。激發(fā)子作為植物-病原菌相互識(shí)別的重要信號(hào)分子，能誘導(dǎo)植物產(chǎn)生重要防衛(wèi)反應(yīng)，可對(duì)侵染真菌的菌絲壁直接進(jìn)行攻擊，從而抑制真菌的生長(zhǎng)與增殖，并且催化的水解產(chǎn)物可以作為下游信號(hào)分子，進(jìn)一步誘導(dǎo)防御，從而使植物表現(xiàn)抗病性[1-2]。β-1,3-葡聚糖酶還可以有效調(diào)節(jié)各種信號(hào)分子的脅迫，例如水楊酸(salicylic acid，SA)、脫落酸(abscisic acid，ABA)和乙烯(ethylene，ETH)[3]。Niu等[4]用茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)處理小麥幼苗葉片后，通過(guò)離體葉段培養(yǎng)法接種白粉菌(Blumeriagraminisf.sp.tritici,Bgt)進(jìn)行抗性鑒定，并用實(shí)時(shí)定量PCR技術(shù)檢測(cè)葉片中β-1,3-葡聚糖苷酶基因的表達(dá)量變化，結(jié)果表明，白粉菌對(duì)β-1,3-葡聚糖苷酶的誘導(dǎo)作用可達(dá)10～70倍，β-1,3-葡聚糖苷酶基因的表達(dá)明顯增強(qiáng)。傅俊范等[5]用MeJA處理人參后接種銹腐菌發(fā)現(xiàn)，人參根系β-1,3-葡聚糖酶和幾丁質(zhì)酶的活性均較對(duì)照增強(qiáng)，表明β-1,3-葡聚糖酶和幾丁質(zhì)酶在MeJA誘導(dǎo)人參抗人參銹腐病的過(guò)程中起重要作用。

正常情況下，β-1,3-葡聚糖酶在植物體內(nèi)表達(dá)很少。植物在病原真菌入侵后，β-1,3-葡聚糖酶防衛(wèi)蛋白在細(xì)胞內(nèi)積累會(huì)有所增加。有研究表明，水稻在紋枯菌侵染24 h后，受感染植株的β-1,3-葡聚糖酶活性較正常植株蛋白活性增強(qiáng)3.9倍[6]，而小麥在被禾谷類鐮刀菌感染后72 h，則完全誘導(dǎo)產(chǎn)生了β-1,3-葡聚糖酶[7]，但這些蛋白往往表達(dá)量不夠，或表達(dá)期太晚，或由于病原真菌分泌蛋白對(duì)內(nèi)源 β-1,3-葡聚糖酶的抑制等，以致不能使植物體免受病害。所以現(xiàn)在經(jīng)常將外源β-1,3-葡聚糖酶基因?qū)胫参铮商岣咧参飳?duì)病原菌的抗性。超表達(dá)β-1,3-葡聚糖酶增強(qiáng)了植株抵御真菌病害的能力。劉桂珍等[8]通過(guò)激光微束穿刺法將含有β-1,3-葡聚糖酶和幾丁質(zhì)酶基因的雙價(jià)載體pLGC導(dǎo)入棉花幼胚，進(jìn)而選育出對(duì)黃萎病具有較高抗性的轉(zhuǎn)基因棉花株系。目前，已從青花菜[9]、指天蕉[10]、棉花[11]、荔枝[12]、毛竹[13]和甘蔗[14]等植物中分離到β-1,3-葡聚糖酶基因。在小麥與根腐菌[15]和條銹菌[16]互作中也有相關(guān)的報(bào)道。

小麥品系TcLr19攜帶抗葉銹病基因 Lr19，該基因是一個(gè)全生育期抗性基因，對(duì)全國(guó)大部分生理小種均有很好的抗性，具有良好的開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景。本實(shí)驗(yàn)室前期采用RT-PCR方法在TcLr19中獲得1個(gè)β-1,3-葡聚糖酶基因，命名為 TcLr19PR2，并利用半定量RT-PCR分析該基因在葉銹菌誘導(dǎo)不同時(shí)間后的轉(zhuǎn)錄情況，初步明確了該基因表達(dá)明顯受小麥葉銹菌誘導(dǎo)，同時(shí)構(gòu)建了 TcLr19PR2基因的原核表達(dá)載體pEASY- PR2并獲得一個(gè)分子量約為30 kDa的融合蛋白。本研究擬利用半定量RT-PCR方法分析不同濃度MeJA和ETH誘導(dǎo)后于不同時(shí)間點(diǎn)該基因表達(dá)模式，明確MeJA和ETH最佳誘導(dǎo)濃度及誘導(dǎo)時(shí)間，同時(shí)分析了MeJA和ETH預(yù)處理后于不同時(shí)期接種葉銹菌后該基因在小麥中的表達(dá)特征，為揭示 TcLr19PR2基因在信號(hào)分子和葉銹菌誘導(dǎo)下的表達(dá)模式提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試小麥材料為以Thatcher為遺傳背景的攜帶小麥抗葉銹病基因 Lr19的回交6代近等基因系材料TcLr19，供試小麥葉銹菌菌株為07-10-421-3(FHJT)，與TcLr19為非親和組合(侵染型為“;”)，均由河北農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥銹病研究室收集保存。

1.2 材料的處理及取樣

參考張艷俊等[17]及Zambounis等[18]的方法分別配置0.01、0.05、0.1和1.0 mmol·L-1四種不同濃度的ETH和MeJA溶液，于一心一葉期，噴灑小麥葉片表面至溶液滴下，溫室內(nèi)培養(yǎng)。分別于噴施后0、6、12、24、48、72、96、120 h時(shí)，剪取葉片0.1 g，液氮速凍，于-80 ℃條件下保存，以備用于篩選最佳誘導(dǎo)濃度。

以上述篩選到的最佳誘導(dǎo)濃度的MeJA和ETH分別處理小麥葉片0、1、3、5和10 d后，采用撒粉法接種葉銹菌07-10-421-3(孢子萌發(fā)率為80%以上)，同時(shí)設(shè)不接菌及清水對(duì)照；在小麥葉片上噴水霧后，置黑暗條件下保濕14～16 h，然后轉(zhuǎn)入溫度為18～25 ℃、光照時(shí)間為10～14 h的溫室培養(yǎng)。分別于接種后0、24、48、72、96和120 h時(shí)取葉片0.1 g，液氮速凍，-80 ℃條件下保存，以備用于分析 TcLr19PR2基因在MeJA和ETH脅迫及接菌誘導(dǎo)情況下的表達(dá)模式。

1.3 總RNA提取和cDNA第一鏈的合成

采用Bio-Flux公司的BIOZOL提取小麥各處理樣品總RNA，按照寶生物工程大連有限公司的反轉(zhuǎn)錄酶試劑盒說(shuō)明書(shū)合成cDNA第一鏈。

1.4 小麥 TcLr19PR2基因的表達(dá)分析

根據(jù)前期獲得的 TcLr19PR2基因全長(zhǎng)序列，設(shè)計(jì)特異引物qTcLr19PR2-F/qTcLr19PR2-R(qTcLr19PR2-F: 5′-CAACGAGAACCAGAAG GACAGC-3′; qTcLr19PR2-R: 5′-TACGGACG GACATACGGACACT-3′)進(jìn)行半定量RT-PCR分析。其中，內(nèi)標(biāo)為小麥中組成型表達(dá)基因甘油醛-3-磷酸脫氫酶基因(GAPDH，GenBank登錄號(hào)：AF251217)，其特異性引物為GAPDH-F/GAPDH-R(GAPDH-F: 5′-AACTGCCTTGC TCCTCTTGC-3′; GAPDH-R: 5′-CTGTTGTC ACCCTGGAAGTCA-3′)。以小麥葉銹菌誘導(dǎo)后的TcLr19小麥cDNA為模板進(jìn)行PCR擴(kuò)增。PCR反應(yīng)體系：100 ng模板cDNA，10 μmol·L-1引物1 μL，10 mmol·L-1dNTPs 0.5 μL，2.5 U·μL-1TaqDNA聚合酶0.3 μL，10×PCR緩沖液2.5 μL，加入滅菌ddH2O至25 μL。PCR反應(yīng)程序：94 ℃預(yù)變性1 min；94 ℃變性30 s，64 ℃退火1 min，72 ℃延伸2 min，35個(gè)循環(huán)；72 ℃延伸10 min。PCR產(chǎn)物經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳后，通過(guò)genetools軟件得出表達(dá)量大小，利用SPSS軟件進(jìn)行方差和顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度MeJA誘導(dǎo) TcLr19PR2基因的表達(dá)分析

不同濃度MeJA處理小麥葉片后，與對(duì)照(0 h)相比，小麥 TcLr19PR2基因的表達(dá)量在各時(shí)間點(diǎn)變化明顯(圖1)。0.01 mmol·L-1MeJA脅迫處理后，在120 h時(shí)出現(xiàn)表達(dá)高峰；0.05 mmol·L-1MeJA脅迫處理后，各時(shí)間點(diǎn)的表達(dá)量均低于0 h；0.1 mmol·L-1MeJA脅迫處理后，在6 h時(shí)表達(dá)量顯著上調(diào)并達(dá)到最大；1.0 mmol·L-1MeJA脅迫處理后，48 h時(shí)表達(dá)量有上調(diào)并達(dá)到最大。雖然0.01、0.1和1.0 mmol·L-1MeJA脅迫處理后 TcLr19PR2基因的表達(dá)出現(xiàn)高峰時(shí)表達(dá)量相近，但0.1 mmol·L-1MeJA脅迫處理出現(xiàn)高峰的時(shí)間明顯早于0.01 mmol·L-1和1.0 mmol·L-1MeJA脅迫處理，綜合表達(dá)高峰出現(xiàn)時(shí)間的早晚及表達(dá)量的高低最終明確0.1 mmol·L-1MeJA為 TcLr19PR2基因的最佳誘導(dǎo)濃度。

*和**分別表示與對(duì)照差異在0.05和0.01水平上顯著。下同。

* and ** indicate significant difference between reagent treament and CK at 0.05 and 0.01 levels, respectively. The same as below.

圖1 不同濃度MeJA處理下 TcLr19PR2基因的相對(duì)表達(dá)量

Fig.1 Expression levels of TcLr19PR2 gene induced by different concentrations of MeJA

2.2 不同濃度ETH誘導(dǎo) TcLr19PR2基因的表達(dá)分析

不同濃度ETH處理小麥葉片后，與對(duì)照(0 h)相比，小麥 TcLr19PR2基因的表達(dá)量在各時(shí)間點(diǎn)同樣變化明顯(圖2)。0.01 mmol·L-1ETH脅迫處理后， TcLr19PR2基因的表達(dá)量在48 h時(shí)有所上調(diào)，其余各時(shí)間點(diǎn)均低于0 h；0.05 mmol·L-1ETH脅迫處理后， TcLr19PR2基因的表達(dá)量在各時(shí)間點(diǎn)均低于0 h；0.1 mmol·L-1ETH脅迫處理后， TcLr19PR2基因的表達(dá)量6 h顯著上調(diào)并達(dá)到最大；1.0 mmol·L-1ETH脅迫處理后，在24 h時(shí)其表達(dá)量急劇上升并達(dá)到最大值。雖然0.1 mmol·L-1ETH脅迫處理后 TcLr19PR2基因的表達(dá)出現(xiàn)高峰時(shí)間要明顯早于1.0 mmol·L-1ETH脅迫處理，但表達(dá)量要低于1.0 mmol·L-1ETH脅迫處理。綜合表達(dá)高峰出現(xiàn)時(shí)間及表達(dá)量結(jié)果，1.0 mmol·L-1ETH為 TcLr19PR2基因的最佳誘導(dǎo)濃度。

圖2 不同濃度ETH處理下 TcLr19PR2基因的相對(duì)表達(dá)量

2.3 MeJA脅迫處理后不同時(shí)期接菌誘導(dǎo) TcLr19PR2基因的表達(dá)分析

0.1 mmol·L-1MeJA脅迫處理0、1、3、5和10 d后清水對(duì)照與僅用MeJA脅迫處理相同時(shí)間后 TcLr19PR2基因表達(dá)趨勢(shì)基本一致，無(wú)明顯差異。而用0.1 mmol·L-1MeJA脅迫處理后再接種葉銹菌， TcLr19PR2基因的表達(dá)量在各時(shí)間點(diǎn)有所變化，以0～3 d上調(diào)較為明顯，并在第3天24 h時(shí)達(dá)到最大，約為對(duì)照(0 h)的4倍(圖3)。此外，MeJA脅迫處理3～10 d后接種葉銹菌， TcLr19PR2基因表達(dá)量有所降低，雖在脅迫處理5 d和10 d后接種葉銹菌，該基因分別在120 h和0 h出現(xiàn)了兩個(gè)表達(dá)高峰，但均不高于第3天24 h時(shí)的表達(dá)量。因此，MeJA預(yù)處理后再接種葉銹菌在各時(shí)間點(diǎn)均會(huì)有基因的表達(dá)，但以MeJA預(yù)處理后3 d接種葉銹菌 TcLr19PR2基因表達(dá)量最高，表明MeJA預(yù)處理后3 d TcLr19PR2基因與葉銹菌協(xié)同作用最明顯。

2.4 ETH脅迫處理后不同時(shí)期接菌誘導(dǎo) TcLr19PR2基因的表達(dá)分析

1.0 mmol·L-1ETH脅迫處理0、1、3、5、10 d后不同時(shí)間點(diǎn)接種清水與僅用ETH脅迫處理相同時(shí)間后 TcLr19PR2基因表達(dá)趨勢(shì)基本一致，并無(wú)明顯的變化。而用1.0 mmol·L-1ETH脅迫處理后再接種葉銹菌， 結(jié)果表明，0～1 d時(shí) TcLr19PR2基因表達(dá)量變化較大，與兩種未接菌處理相比雖然個(gè)別時(shí)間點(diǎn)表達(dá)量有所升高，但都不高于第1天的0 h時(shí)未接菌組的表達(dá)量，隨后在3～5 d基因表達(dá)量從第3天24 h開(kāi)始高于未接菌處理，雖然在第5天的0 h及24 h表達(dá)有所降低，但整體水平還是高于未接菌處理的，到第10天， TcLr19PR2基因表達(dá)量在各時(shí)間點(diǎn)明顯都高于未接菌處理，其中以96 h表達(dá)量為最大(圖 4)?？傮w來(lái)說(shuō)，用ETH預(yù)處理后再接種葉銹菌， TcLr19PR2基因在各時(shí)間點(diǎn)均會(huì)有所表達(dá)，只是基因的高表達(dá)均出現(xiàn)在后期，分析前期可能主要參與其他信號(hào)通路?？傊?，ETH與葉銹菌共同作用可以誘導(dǎo) TcLr19PR2基因的表達(dá)。

3 討 論

大量的研究表明，病程相關(guān)蛋白(pathogenesis-related proteins，PR)基因在植物后期的防衛(wèi)反應(yīng)中發(fā)揮著重要的作用，當(dāng)植物受到外界不良環(huán)境條件刺激時(shí)，植物體內(nèi)化學(xué)分子的含量會(huì)增加。其中β-1,3-葡聚糖酶是一類重要的病程相關(guān)蛋白(PR2)，通常以基因家族形式存在。β-1,3-葡聚糖酶不僅能直接作用于病原菌細(xì)胞壁，而且其作用的產(chǎn)物(低聚糖)可作為誘導(dǎo)物誘導(dǎo)與其他抗病反應(yīng)有關(guān)的酶系，由此促進(jìn)了植保素、木質(zhì)素等抗病物質(zhì)的合成與積累，進(jìn)而增強(qiáng)植物的抗病性[19-20]。孫 斌等[21]從小麥葉片中提取的β-1,3-葡聚糖酶對(duì)小麥紋枯病和煙草赤星病均具有抑制作用。此外，植物的β-1,3-葡聚糖酶活性可以由病原菌的感染而增強(qiáng)，也能被一些誘導(dǎo)物所誘導(dǎo)。

A～E表示小麥葉片經(jīng)0.1 mmol·L-1MeJA分別預(yù)處理0、1、3、5和10 d。

A-E indicate wheat leaves treated with 0.1 mmol·L-1MeJA for 0, 1, 3, 5 and 10 d, respectively.

圖3 0.1 mmol·L-1MeJA及接菌處理下 TcLr19PR2基因的相對(duì)表達(dá)量

Fig.3 Expression level of TcLr19PR2 under 0.1 mmol·L-1MeJA andP.triticina

MeJA作為一種信號(hào)分子，可以參與植物對(duì)病原菌的應(yīng)答反應(yīng)和信號(hào)傳遞，從而誘導(dǎo)植物的抗病反應(yīng)[22]。賓金華等[23]報(bào)道，MeJA處理煙草幼苗可以提高幼苗抗炭疽病的能力。張智慧等[24]研究表明，MeJA處理水稻后提高了水稻幼苗的抗瘟性。本研究明確 TcLr19PR2基因明顯受MeJA的誘導(dǎo)，外源噴施0.1 mmol·L-1的MeJA后再接種葉銹菌， TcLr19PR2基因表達(dá)量在特定時(shí)間點(diǎn)會(huì)有所上調(diào)，整體表達(dá)水平相對(duì)高于未接菌的處理組。其次發(fā)現(xiàn)接菌處理后， TcLr19PR2基因的表達(dá)量有一個(gè)從低到高繼而又有所下降的趨勢(shì)，原因可能是MeJA誘導(dǎo)抗病效果有一定的時(shí)間持續(xù)性，一定濃度的MeJA 誘導(dǎo)一定時(shí)間后激發(fā)相關(guān)防衛(wèi)基因表達(dá)水平達(dá)到峰值，抗病效果最佳，隨后植株體內(nèi)MeJA 逐漸被消耗，誘導(dǎo)的防衛(wèi)基因表達(dá)下降，抗病性有所降低[25-26]，這與向妙蓮等[27]的研究結(jié)果相一致。ETH在植物的抗病反應(yīng)中是植物防御反應(yīng)的報(bào)警信號(hào)物質(zhì)，同時(shí)參與防御反應(yīng)。有研究表明，植物在受病原菌侵染后，ETH的積累量會(huì)明顯增加，并且可誘導(dǎo)激活包括葡聚糖酶(PR-2)、幾丁質(zhì)酶(PR-3)和抗菌肽以及滲透調(diào)節(jié)蛋白(osmotin)在內(nèi)的PR的表達(dá)和積累。ETH的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)既能參與R基因抗病反應(yīng)，又能激發(fā)活性氧自由基(reactive oxygen species，ROS)的積累，同時(shí)也能引起感病組織的PCD(programmed cell death)[28]。Lund等[29]將番茄細(xì)菌性葉斑病原菌(Pseudomonassyringaepv.tomato)接種在番茄幼苗上，發(fā)現(xiàn)ETH合成量有所增加，高峰持續(xù)時(shí)間也長(zhǎng)，并且ETH合成時(shí)間與病斑形成時(shí)間一致，這表明ETH在番茄應(yīng)答病害反應(yīng)中與病斑的形成是有聯(lián)系的。此外，SA、JA(jasmonic acid)和ETH都參與植物對(duì)病原菌侵染和外界傷害的應(yīng)答反應(yīng)，它們的信號(hào)途徑之間存在著交叉，但SA主要誘導(dǎo)酸性PR基因的表達(dá)，而JA和ETH主要誘導(dǎo)堿性PR基因的表達(dá)。當(dāng)植物受到病原菌侵染時(shí)，能夠同時(shí)觸發(fā)ETH和JA這兩種信號(hào)途徑，二者共同促進(jìn)植物應(yīng)答傷病的防衛(wèi)基因的表達(dá)。在本研究中，用不同濃度ETH脅迫處理后發(fā)現(xiàn)， TcLr19PR2基因表達(dá)量是有差異的，從中篩選得到最佳誘導(dǎo)濃度1.0 mmol·L-1。在利用最佳濃度的ETH脅迫處理植株后接種葉銹菌，發(fā)現(xiàn) TcLr19PR2基因表達(dá)量在不同時(shí)間點(diǎn)有所不同，但從第3天開(kāi)始有所增高，到第10天時(shí)則明顯高于ETH誘導(dǎo)處理。在第3天至第10天期間， TcLr19PR2基因表達(dá)量雖有所升高，但是總體來(lái)說(shuō)上升幅度不算太大，且在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)下降，但在第10天時(shí)，總體水平都較高，最大水平時(shí)約是對(duì)照的6倍，原因可能是在植株生長(zhǎng)前期有其他信號(hào)途徑在起主要作用，而ETH的作用相對(duì)出現(xiàn)滯后。

A～E表示小麥葉片經(jīng)1.0 mmol·L-1ETH分別預(yù)處理0、1、3、5和10 d。

A-E indicate wheat leaves treated with 1.0 mmol·L-1ETH for 0, 1, 3, 5 and 10 d, respectively.

圖4 1.0 mmol·L-1ETH及接菌處理下 TcLr19PR2的相對(duì)表達(dá)量

Fig.4 Expression level of TcLr19PR2 under 1.0 mmol·L-1of ETH andP.triticina

綜上所述，經(jīng)不同濃度的MeJA和ETH脅迫處理后接種葉銹菌，小麥中β-1,3-葡聚糖酶的活性在不同時(shí)間點(diǎn)均會(huì)出現(xiàn)表達(dá)高峰。而且，MeJA處理后接種葉銹菌，β-1,3-葡聚糖酶活性高峰在0 d即出現(xiàn)，并在第3天達(dá)到最大，而單獨(dú)用MeJA處理酶活性高峰則出現(xiàn)晚，說(shuō)明MeJA與葉銹菌協(xié)同而作用可更快誘導(dǎo)小麥中β-1,3-葡聚糖酶的表達(dá)。另外，用ETH脅迫處理后接種葉銹菌，β-1,3-葡聚糖酶活性在第5天有所增加，到第10天各時(shí)間點(diǎn)均高于前兩種處理，說(shuō)明ETH和MeJA可能存在協(xié)同作用，兩者在病原菌侵染前后期均可發(fā)揮作用。

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Expression Analysis of TcLr19PR2 Gene in Wheat TcLr19 Induced by MeJA, ETH andPucciniatriticina

ZHANG Jiarui，ZHANG Yanjun，WANG Fei，WANG Haiyan，LIU Daqun

(College of Plant Protection, Agricultural University of Hebei/Biological Control Center of Plant Disease and Plant Pests of Hebei Province,Baoding,Hebei 071000, China)

In order to identify the expression profiles of a full length β-1,3-glucanase gene, TcLr19PR2, induced by different chemical molecule and leaf rust pathogen, the gene expression levels of TcLr19PR2 induced by the optimal concentrations Methyl jasmonate(MeJA) and Ethylene(ETH) were analysed using semi-quantitative RT-PCR with TcLr19 as experiment material. These results suggested that the optimal concentrations were 0.1 mmol·L-1for MeJA and 1.0 mmol·L-1for ETH, respectively. MeJA pre-treatment prior to infection resulted in a steady increase in TaLr19PR2 expression from 0 to 3 days post inoculation(dpi), and reached the peak at 24 hour post inoculation(hpi), which appeared earlier than that in the Mock(non-inoculation). The expression level of TcLr19PR2 increased at 24 hpi after ETH pre-treatment prior to infection, and higer than that in Mock at 10 dpi after ETH pre-treatment prior to infection. All these results proved that the expression of TcLr19PR2 was induced byP.triticinaand signaling molecules together, which might be involved in the defense reaction toP.triticinaof TcLr19.

Wheat; Leaf rust pathogen; Signal molecule; β-1,3-glucanase gene; Expression analysis

時(shí)間：2016-10-08

2016-03-25

2016-09-09

河北省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(C2012204005)；國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)項(xiàng)目(2013CB127700)

E-mail: angelzhangjiarui@163.com(張家瑞)；zyj18730222136@163.com(張艷俊，與第一作者同等貢獻(xiàn))

王海燕(E-mail: ndwanghaiyan@163.com)；劉大群(E-mail: ldq@mail.hebau.edu.cn)

S512.1；S332.2

A

1009-1041(2016)10-1299-08

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