分析棉花MAPKs基因家族并研究MAPK對(duì)黃萎病抗性的調(diào)控.pdf

1、在真核生物中，MAP激酶(促分裂原活化蛋白激酶)級(jí)聯(lián)途徑是高度保守的重要的信號(hào)傳導(dǎo)途徑，三種逐級(jí)磷酸化的蛋白激酶 MAPKKK、MAPKK和 MAPK組成了 MAP激酶級(jí)聯(lián)信號(hào)傳導(dǎo)系統(tǒng)(MAPKs)。植物的生長(zhǎng)發(fā)育、脅迫響應(yīng)以及抗病反應(yīng)等過(guò)程的調(diào)控都有MAPKs信號(hào)傳導(dǎo)途徑的參與。鑒于目前尚不全面了解棉花MAPKs各家族成員的組成和特征，并且對(duì)棉花MAPKs信號(hào)傳導(dǎo)系統(tǒng)在抗黃萎病中的功能和作用也缺乏細(xì)致的研究。為此，本文利用現(xiàn)已公布的雷

2、蒙德氏棉和亞洲棉的基因組數(shù)據(jù)，并從 NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)中收集陸地棉的MAPKs氨基酸序列，運(yùn)用同源比對(duì)的方法對(duì)三種棉花(陸地棉、雷蒙德氏棉、亞洲棉)的MAPK、MAPKK和MAPKKK的氨基酸序列進(jìn)行了聚類分析。結(jié)果顯示：棉花中MAPK家族具有特征性結(jié)構(gòu)TEY磷酸化位點(diǎn)或TDY磷酸化位點(diǎn)，依據(jù)其氨基酸序列可將其劃分為A、B、C和D族4個(gè)族，其中TEY類包含A、B和C族，TDY類只包含D族；棉花MAPKK家族具有特征性保守區(qū)域S/T-X5-S

3、/T和活性部位基序 D(I/L/V)K，依據(jù)其氨基酸序列可將其劃分為 A、B、C和 D4個(gè)族；棉花MAPKKK家族具有MEKK的特征性保守區(qū)域G(T/S)PX(W/Y)MAPEV和Raf的特征性保守區(qū)域GTXX(W/Y)MAPE(L/V)，可將其分為MEKK類和Raf類兩組。
　　依據(jù)以上聚類分析的結(jié)果，從MAPK家族的A、B、C和D各族中選擇部分成員。通過(guò)采用VIGS(virus induced gene silencing)技

4、術(shù)，即病毒誘導(dǎo)的基因沉默技術(shù)，來(lái)研究以上這些MAPK基因在調(diào)控棉花抗黃萎病中的功能和作用。所選編碼MAPK的基因分別為：A族的ADI52626.1G.hirsutum、Gorai.3g139900.1、ADT65136.1G.hirsutum、Gorai.5g011100.1；B族的Gorai.1g158800.5、Gorai.1g158800.1、A32714、ADI52627.1G.hirsutum； C族的ABA00652.1G.

5、hirsutum、 Gorai.5g109500.1、Gorai.7g050000.1、ADI52622.1G.hirsutum；D族的ADI52623.1G.hirsutum、A01430、A37089、A25334、A24541、 A22593、AHW85276.1G.hirsutum、AET36534.1G.hirsutum、A22570、A07602。研究結(jié)果表明：基因ADI52623.1G.hirsutum(D族)、A0143

6、0(D族)、A37089(D族)、A25334(D族)、A24541(D族)、AET36534.1G.hirsutum(D族)、ADI52627.1G.hirsutum(B族)、ADI52626.1G.hirsutum(A族)和Gorai.3g139900.1(A族)沉默后，棉花對(duì)黃萎病菌的抗性未受到明顯的影響；而基因AHW85276.1G.hirsutum(D族)、A22593(D族)、A07602(D族)、A22570(D族)、Go

7、rai.7g050000.1(C族)、ADI52622.1G.hirsutum(C族)、Gorai.5g109500.1(C族)、ABA00652.1G.hirsutum(C族)、Gorai.1g158800.5(B族)、Gorai.1g158800.1(B族)、A32714(B族)、ADT65136.1G.hirsutum(A族)和Gorai.5g011100.1(A族)沉默后，棉花對(duì)黃萎病菌表現(xiàn)更為敏感，也表明了這13個(gè)MAPK基因