全 文 ：植物生理学报 Plant Physiology Journal 2013, 49 (10): 1063~1070 1063
收稿 2013-07-23　　修定 2013-08-26
资助 国家自然科学基金(31160401)。
* 共同第一作者。
** 通讯作者(E-mail: diqiuliu@126.com; Tel: 0871-65920621)。
岷江百合类萌发素蛋白基因LrGLP2的克隆及表达特性分析
刘亚龙*, 李红丽*, 刘迪秋**, 张南南, 何华, 葛锋, 陈朝银
昆明理工大学生命科学与技术学院, 昆明650500
摘要: 类萌发素蛋白是植物中普遍存在的一类可溶性糖蛋白, 在植物抗逆胁迫中起着重要作用。依据岷江百合编码GLP的
EST序列设计引物, 采用快速扩增cDNA末端技术, 从岷江百合(Lilium regale Wilson)中克隆得到一个新的GLP基因的全长
cDNA序列, 命名为LrGLP2。LrGLP2全长cDNA为921 bp, 含有654 bp的开放阅读框, 49 bp 5′非编码区以及218 bp 3′UTR,
编码217个氨基酸的蛋白质。LrGLP2编码蛋白质与已知植物GLPs家族成员间的同源性和聚类分析表明LrGLP2与来源于
水稻(Oryza sativa)、节节麦(Aegilops tauschii)、葡萄(Vitis vinifera)中的GLPs具有较高的相似性。qRT-PCR分析显示,
LrGLP2在岷江百合正常生长发育的根中有一定量的表达, 而在茎和叶中几乎检测不到表达量。水杨酸、茉莉酸以及H2O2
处理均不同程度抑制LrGLP2的转录水平, 但乙烯处理能明显诱导LrGLP2的表达。此外, 岷江百合接种尖孢镰刀菌(Fusari-
um oxysporum f. sp. lilii)后, LrGLP2在接种后2 h表达迅速上调, 12 h表达量急剧上升, 至24 h表达量达到最大值, 之后表达量
下降, 可见LrGLP2参与岷江百合对尖孢镰刀菌的防卫反应。
关键词: 岷江百合; 类萌发素蛋白; 基因克隆; 尖孢镰刀菌; 防卫反应
Cloning and Expression Analysis of a Germin-Like Protein Gene from Lilium
regale Wilson
LIU Ya-Long*, LI Hong-Li*, LIU Di-Qiu**, ZHANG Nan-Nan, HE Hua, GE Feng, CHEN Chao-Yin
Faculty of Life Science and Technology, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650500, China
Abstract: Germin-like proteins (GLPs) are a class of soluble glycoproteins which play important roles in plant
defense responses. According to the EST sequence encoded the GLP, the gene-specific primers were designed
to clone the full-length cDNA of a novel GLP gene from Lilium regale Wilson with the method of rapid
amplification of cDNA ends. This novel gene was named as LrGLP2. LrGLP2 was 921 bp in length and
contained an intact open reading frame (ORF) of 654 bp, a 5′-untranslated region (UTR) of 49 bp, and 3′-UTR
of 218 bp, and the ORF encoded a protein with 217 amino acids. The LrGLP2 were homologous with the GLPs
from Oryza sativa, Aegilops tauschii and Vitis vinifera according to the homology and phylogenetic analyses of
the relationship of LrGLP2 with some known plant GLPs. qRT-PCR analysis indicated that the LrGLP2 was
expressed at relatively high level in root, and almost no expression was detected in the stem and leaf. H2O2,
jasmonic acid, and salicylic acid treatments inhibited the transcription level of LrGLP2 in different degree;
however the expression of LrGLP2 was evidently induced by ethylene. Moreover, the expression of LrGLP2 in
L. regale was quickly increased after inoculation with Fusarium oxysporum f. sp. lilii, and transcription level
was rapidly up-regulated from 12 h to 24 h after inoculation with the highest expression level at 24 h, then its
expression was declined after 24 h, which suggested that LrGLP2 was involved in defense response against the
F. oxysporum f. sp. lilii.
Key words: Lilium regale Wilson; germin-like protein; gene cloning; Fusarium oxysporum f. sp. lilii; defense
response
类萌发素蛋白(germin-like proteins, GLPs)是
植物中普遍存在的一类可溶性糖蛋白 , 与小麦
(Triticum aestivum)萌发素(germins)序列高度相似,
通过离子键结合以糖蛋白的形式存在于细胞外基
质中, 大多数GLPs为非常稳定的低聚物(Bernier和
Berna 2001; Lane 2002)。Germin最初于1980年在
研究小麦萌发特异蛋白过程中被发现, 在后来的
研究中又陆续发现了近百种与Germin结构类似的
植物生理学报1064
GLPs (Thompson和Lane 1980)。GLPs属于cupin超
家族成员, cupin超家族主要包括环化酶、异构
酶、脱羧酶、双加氧酶、糖或生长素结合蛋白、
单体或者二聚体球蛋白以及种子贮藏蛋白(Druka
等2002)。GLPs的功能多种多样, 不仅与植物的正
常生长发育有关, 而且还参与植物抗非生物和生
物胁迫的防卫反应(李红丽等2013)。
GLPs通常以酶、结构蛋白以及受体的形式参
与多种生理生化过程。其中, 酶包括草酸盐氧化
酶(oxalate oxidase, OXO)、超氧化物歧化酶(super-
oxide dismutase, SOD)等。OXO和SOD能催化产生
H2O2, 而H2O2迅速积累导致植物细胞壁结构的增
强, 触发过氧化脂质反应, 乙烯的合成, 并激活程
序性细胞死亡(programmed cell death, PCD), 同时
H2O2能够诱导防御基因表达, 从而提高植物的抗
病性(Dunwell等2008)。因此GLPs在植物的防御反
应中具有重要作用。通过基因枪介导法将甜菜
(Beta vulgaris) GLP基因BvGLP-1导入小麦中, 并对
转基因小麦进行根腐病抗性鉴定, 发现转BvGLP-1
基因小麦株系对根腐病的抗性与对照组相比有显
著提高, 表明BvGLP-1的超表达增强了转基因小麦
对根腐病的抗性(党良等2013)。通过研究重金属
铁、锰、镍、锌、铜、镉、钴等对小麦GLP基因
gf-2.8表达的影响, 发现不同浓度的镉均能促进gf-
2.8的表达, 而钴、铜只有在浓度较大时才能提高
gf-2.8的表达, 但其他金属对gf-2.8基因表达几乎没
有影响(Berna和Bernier 1999)。GLPs还可作为一
种信号分子, 直接或间接诱导防御反应。从烟草
(Nicotiana tabacum)中分离纯化得到的水杨酸结合
蛋白, 经鉴定确认该蛋白与H2O2酶十分相似, 并具
有H2O2酶活性, 水杨酸在植物体内通过与H2O2酶
结合来抑制H2O2酶的活性, 使植物内GLPs催化草
酸氧化产生的H2O2迅速增加, 由于H2O2能够诱导
与抗性有关的基因表达 , 从而使植物产生抗性
(Chen等1993)。
岷江百合(Lilium regale Wilson)又名王百合,
为百合科百合属多年生草本球根植物, 是中国特
有的野生百合, 分布于四川岷江流域。岷江百合
对真菌、病毒及干旱胁迫具有极强的抗性(Lim等
2003), 它已广泛应用于百合育种并培育出一些具
有优良性状的百合品种。本实验依据岷江百合受
尖孢镰刀菌侵染过程的抑制差减杂交(suppression
subtractive hybridization, SSH) cDNA文库中编码
GLP的EST序列(GenBank登录号JZ390953)设计引
物, 采用快速扩增cDNA末端(rapid amplification of
cDNA ends, RACE)的方法克隆获得一个岷江百合
GLP的全长cDNA序列, 利用生物信息学方法对该
基因编码的蛋白质进行分析, 同时通过qRT-PCR
(quantitative reverse transcription-PCR)检测LrGLP2
的表达特性。本研究通过对岷江百合LrGLP2基因
的分离和表达分析为解析岷江百合抗性分子机制
奠定了理论基础。
材料与方法
1 材料
植物材料为本实验通过组织培养获得的无菌
岷江百合(Lilium regale Wilson)球茎, 将其栽培于
温室中培养成植株 , 尖孢镰刀菌百合专化型
(Fusarium oxysporum f. sp. lilii)由本实验室分离、
鉴定并保存。
2 方法
2.1 RNA提取及mRNA分离
选取温室中生长状态良好、含有大量新生根
的岷江百合作为待处理材料, 将待处理的岷江百
合根置于尖孢镰刀菌孢子悬液(1×106个·mL-1)中浸
泡10 min, 用无菌水冲洗被浸染的根组织, 并将球
茎用无菌沙子种于塑料钵中, 对照组采用无菌水
处理。然后采集接种后2、4、12、24、48 h的岷
江百合根组织。分别用5 mmol·L-1水杨酸(salicylic
acid, SA)、100 μmol·L-1茉莉酸(jasmonic acid,
JA)、1 mmol·L-1乙烯(ethylene, ET)和1 mmol·L-1
H2O2四种逆境胁迫相关信号分子处理岷江百合根,
处理方法与尖孢镰刀菌接种处理方法相同, 收集
处理12 h后的岷江百合根组织。采集生长健康的
岷江百合幼嫩的茎和叶。收集的各样品经液氮速
冻后于–80 ℃保存备用。
采用改良的异硫氰酸胍两步法(Liu等2006)提
取各样品中的总RNA。取适量接种后2、4、12、
24、48 h的根提取总RNA, 从各RNA样品中取等
量混合, 并按照NucleoTrap® mRNA Midi Kit
(Macherey-Nagel, Germany)说明书从中分离
mRNA, 以分离的mRNA为模板合成RACE模板
刘亚龙等: 岷江百合类萌发素蛋白基因LrGLP2的克隆及表达特性分析 1065
(Clontech, USA)。
2.2 5′ RACE和3′ RACE
依据岷江百合SSH cDNA文库中编码GLP基
因的EST序列(GenBank登录号JZ390953), 设计
5′ RACE和3′ RACE特异性引物。5′ RACE的基因
特异引物为LrGLP2-a: 5′ AGCAATGTC AGGAT-
CTCGGTCCCAC 3′, 3′ RACE的基因特异引物为
LrGLP2-s: 5′ CTCAACACCCT TGGAATCTCTGTG-
GCT 3′。RACE PCR产物经过TA克隆, 连接到载
体pMD18-T (TaKaRa, Japan)上, 并将连接产物导入
大肠杆菌DH5α感受态细胞中, 挑选阳性克隆送交
生工生物工程(上海)股份有限公司进行测序。
2.3 全长ORF的克隆以及生物信息学分析
使用NCBI (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)中
“bl2seq”在线分析工具对5′ RACE扩增序列、3′
RACE扩增序列与GLP EST序列进行拼接。并用
NCBI中的“ORF finder” (http://www.ncbi.nlm.nih.
gov/gorf/gorf.html)查找拼接序列的ORF。根据拼
接的全长cDNA序列设计扩增全长ORF的特异引
物进行PCR扩增 , PCR产物经TA克隆后进行测
序。扩增ORF的上下游引物分别为: 5′ GCAGTG-
G T A T CAACGCAGAGTACA 3′和5′ ATCCATCA-
GA A CTTAGCCTGGAGC 3′。采用BLAST在线工
具分析基因和蛋白质序列的同源性(http://www.
ncbi.nlm.nih.gov/BLAST)。LrGLP2的信号肽序列
预测由SignalP (http://www.cbs.dtu.dk/services/
SignalP/)完成。利用MEGA3软件进行多重序列比
对和聚类分析。理化性质的预测借助ProtParam
(http://www.au.expasy.org/tools/protpatam.html)在
线分析工具完成。利用PredictProtein (http://www.
predictprotein.org/)分析蛋白质的二级结构以及蛋
白质的定位预测。蛋白质的三维结构分析由
ESyPred3D (http://www.fundp.ac.be/sciences/
biologie/urbm/bioinfo/esypred/)完成。
2.4 qRT-PCR
为了研究LrGLP2在岷江百合正常生长发育
以及受到尖孢镰刀菌侵染过程中的表达特性, 本
文采用qRT-PCR分析了根、茎、叶中和信号分子
SA、JA、ET、H2O2处理根后以及尖孢镰刀菌接
种后2、4、12、24和48 h的表达水平。以岷江百
合三磷酸甘油醛脱氢酶(glyceroldehydes-3-phos-
phate dehydrogenase, GAPDH)基因(GenBank登录
号JZ391059)作为内参基因。LrGLP2基因特异引
物序列如下: 5′ CTTCCTTCCCTGACTTCCG-
TCTC 3′和5′ CCGTCAACTGTCTTCTTGTCC-
AACT 3′。内参基因GAPDH的引物序列分别为5′
ACTTGGTTTCCACTGATTTCCTCG 3 ′和5 ′
CTTGCTAATGTGGCGGATGAGAT 3′。反应条件
为: 50 ℃ 2 min, 95 ℃ 10 min; 95 ℃ 15 s, 60 ℃ 1
min, 40个循环; 之后是熔解曲线分析。qRT-PCR每
个反应均设置3次重复, 以正常生长发育岷江百合
根中LrGLP2的表达量为对照, 并采用2-△△CT法计算
LrGLP2在其他样品中的表达水平。
实验结果
1 岷江百合LrGLP2全长cDNA的克隆
基于岷江百合编码GLP的EST序列, 通过5′
RACE和3′ RACE扩增获得该EST的全长cDNA。
RACE扩增结果如图1-A所示 , 测序分析显示5 ′
RACE产物长457 bp, 3′ RACE产物长614 bp。经过
序列拼接获得了LrGLP2的全长cDNA, 序列长921
bp, 其包含一个654 bp的ORF、49 bp的5′ UTR以及
218 bp的3′ UTR, ORF编码一个具有217个氨基酸
的蛋白质。根据拼接的全长cDNA序列设计特异
引物, 成功扩增出了具有预期长度的全长ORF (图
1-B)。后续的生物信息学分析表明本研究克隆的
cDNA序列编码GLP蛋白, 因此将该基因命名为
LrGLP2, GenBank登录号为KF362119。
2 生物信息学分析
2.1 序列同源性分析、多重序列比对及进化树构建
核酸同源性分析未发现岷江百合LrGLP2的
同源序列, 而BLASTp分析结果显示LrGLP2编码
的蛋白质序列与水稻(Oryza sativa) GLP (AAB-
97470.1)、节节麦(Aegilops tauschii) GLP (EMT-
01968.1)、葡萄(Vitis vinifera) GLP (XP_0022-
84288.1)的相似度较高, 相似度分别为67%、65%、
64%。此外, 在LrGLP2的中部以及C端具有cupin-2
超家族的保守结构域。LrGLP2具有2个半胱氨酸,
因此单体蛋白能形成一个二硫键。
以小麦(CAB55559.1)、节节麦(EMT01968.1)、
水稻(AAB97470.1)、葡萄(XP_002284288.1)、豌
豆(Pisum sativum, CAB65370.1)、茶(Camellia sin-
植物生理学报1066
图1 岷江百合GLP基因的RACE扩增产物(A)及其全长ORF扩增产物(B)
Fig.1 The amplification results of RACE (A) and full-length ORF of LrGLP2 gene (B)
M: DL2000 marker; 1: 5′ RACE扩增产物; 2: 3′ RACE扩增产物; 3: LrGLP2基因全长ORF的扩增产物。
ensis, AEN02469.1)、拟南芥(Arabidopsis thaliana,
AAC33216.1)、辣椒(Capsicum annuum, AAR-
28997.1)、菜豆(Phaseolus vulgaris, CAB77393.1)、
烟草(Nicotiana tabacum, BAH15357.1)、油菜
(Brassica napus, AAA86365.1)、向日葵(Helianthus
annuus, ABW89155.1)、玉米(Zea mays, AAQ-
95582.1)、大麦(Hordeum vulgare, CAA75907.1)等14
个随机选择物种的GLPs与岷江百合LrGLP2编码
的蛋白质进行多重序列比对分析, 并构建进化树。
对多重序列比对结果见图2, GLPs家族成员间
的相似性并不是很高。然而所有GLPs均具有3个
高度保守的寡肽, 分别命名为box A、box B、box
C。b o x A、B、C的保守氨基酸序列分别为
QDFCVAD、G--P-H-HPRATEXXXXX-G、
GXXHFQ-N-G, 其中“-”表示任意氨基酸, X为疏水
氨基酸。box B又称为萌发素标签(germin family
signature)。box B以及box C中的3个组氨酸(His,
H)和1个谷氨酸(Glu, E)残基能结合金属离子, 与
GLPs的SOD活性密切相关。从图2不难发现岷江
百合LrGLP2也具有上述3个保守框以及保守的组
氨酸和谷氨酸残基。构建的植物GLPs家族进化树
见图3, 15个来自不同植物的GLPs聚为两大支。进
化树下部的一支由菜豆、烟草、油菜、茶、玉米
以及大麦的GLPs组成, 其中单子叶植物玉米以及
大麦的GLPs位于进化树的底端。节节麦、小麦、
水稻、岷江百合、葡萄、豌豆、向日葵、拟南
芥、辣椒的GLPs聚为另一大支, 其中4种单子叶植
物节节麦、小麦、水稻、岷江百合的GLPs位于进
化树的顶部。进化树分析再次表明LrGLP2与节节
麦、小麦、水稻的GLPs具有较高的同源性。
2.2 LrGLP2编码蛋白质的理化性质预测、信号肽
及潜在修饰位点分析
利用ProtParam在线工具预测LrGLP2蛋白的
理化性质, 结果表明LrGLP2分子量约为23.35 kDa,
等电点约为6.16。该蛋白在酵母和大肠杆菌中的
半衰期分别大于20 h和10 h, 不稳定指数为26.80,
小于阀值40, 可见LrGLP2是一种较稳定的蛋白
质。此外, LrGLP2脂肪族系数94.38, 总亲水系数
为0.165。SignalP 4.1分析结果表明LrGLP2具有N
端信号肽, 可能的剪切位点位于第21和第22个氨
基酸残基之间, 因此推测LrGLP2编码的蛋白质是
一种分泌蛋白。进而采用PredictProtein进行可能
的亚细胞定位分析, 结果也显示LrGLP2是一种胞
外分泌蛋白。在LrGLP2中共发现了3种可能的翻
译后修饰位点, 即1个N-糖基化位点(N-glycosyla-
tion site)、4个N-豆蔻酰化位点(N-myristoylation
site)和4个酪蛋白激酶II磷酸化位点(casein kinase II
phosphorylation site)。
2.3 LrGLP2编码蛋白质的二级结构及三维结构预测
PredictProtein预测结果表明LrGLP2蛋白中α-
螺旋(H)、β-折叠(E)和无规则卷曲(L)所占百分比
分别为17.97%、25.81%和56.22%, 其中二级结构
共包含4个可能的α螺旋和10个可能的β折叠: α1
(3~20)、α2 (181~183)、α3 (196~202)、α4
( 2 0 7 ~ 2 1 5 )、β1 ( 3 0 ~ 3 2 )、β2 ( 5 8 ~ 5 9 )、β3
( 7 5 ~ 8 0 )、β 4 ( 9 2 ~ 9 9 )、β 5 ( 11 5 ~ 1 2 9 )、β 6
(140~142)、β7 (147~150)、β8 (155~159)、β9
(167~173)、β10 (181~183)。
刘亚龙等: 岷江百合类萌发素蛋白基因LrGLP2的克隆及表达特性分析 1067
图2 LrGLP2与其他植物GLPs的多重序列比对
Fig.2 Multiple alignment of amino acid sequence of LrGLP2 and other plant GLPs
蛋白质的三级结构在很大程度上决定了蛋白
质的功能。为了研究岷江百合LrGLP2的结构和功
能之间的关系, 以大麦OXO (EC.1.2.3.4) (2ET7)为
模板构建了LrGLP2的三维模型(图4)。岷江百合
L r G L P 2与大麦O X O氨基酸序列的相似性为
43.4%。LrGLP2的三级结构主要包含1个β-折叠桶
状结构的N端和3个α-螺旋的C端。显然, LrGLP2
三维结构的主链构象以及折叠方式与大麦OXO的
结构特征高度相似。
3 LrGLP2的表达特性分析
岷江百合LrGLP2在根、茎、叶中的表达水
平如图5-A所示, LrGLP2在正常生长的茎和叶中表
达量很低, 而在根中检测到一定量的转录产物。
SA、JA、H2O2等3种逆境胁迫相关信号分子处理
均不同程度抑制LrGLP2在根中的表达, 然而ET处
理后LrGLP2的表达量明显上调(图5-A)。此外, 在
接种尖孢镰刀菌后LrGLP2的表达量迅速上升, 接
种后2 h至4 h表达水平又有所下降, 之后表达量急
剧上升, 在接种后24 h表达水平达到最大值, 约为
对照的126倍, 随后表达水平下降, 在接种后48 h表
达量降低至对照水平(图5-B)。qRT-PCR分析结果
无疑表明LrGLP2基因受到尖孢镰刀菌的诱导表
植物生理学报1068
达, 并且信号分子ET也能诱导LrGLP2的表达水平,
显然, LrGLP2参与岷江百合对尖孢镰刀菌的防卫
反应。
讨　　论
GLPs是广泛存在于多种植物体内的一类可溶
性糖蛋白, 不仅在植物的正常生长发育过程中起
重要作用, 而且还参与植物对生物和非生物胁迫
的抗性反应(李红丽等2013)。岷江百合是高抗真
菌和病毒且耐干旱的一种珍稀野生百合, 广泛应
用于百合育种。本文基于岷江百合受尖孢镰刀菌
侵染过程的SSH cDNA文库中编码GLP的EST序
列, 通过5′ RACE以及3′ RACE克隆了一个新的
GLP基因LrGLP2, 其编码的蛋白质序列与来自水
稻、节节麦、葡萄的GLPs相似性较高。岷江百合
LrGLP2具有N末端信号肽序列, N末端的信号肽是
图3 LrGLP2与其他植物GLPs的进化树分析
Fig.3 Phylogenetic tree of the deduced amino acid sequence
of LrGLP2 and GLPs from other plant species
图4 LrGLP2的三维结构模型
Fig.4 The putative 3D structure of LrGLP2
图5 LrGLP2在根、茎、叶中及受SA、JA、ET、H2O2处理
后(A)和尖孢镰刀菌侵染(B)过程中的表达水平
Fig.5 Expression levels of LrGLP2 gene in root, stem, leaf
and treatment by SA, JA, ET, H2O2 (A) as well as during
F. oxysporum infection (B)
分泌蛋白的标记, 同时PredictProtein分析也表明
LrGLP2是定位于胞外的分泌蛋白。在半数GLPs
蛋白序列中, box C之前存在一个氨基酸序列为
RGD/KGD/KGE的特异三肽 , 动物蛋白中具有
RGD三肽的蛋白如纤连蛋白(fibronectin)以及玻连
蛋白(vitronectin)均是胞外基质(extracellular
matrix)中的粘着蛋白(adhesion protein), 他们通过
与整联蛋白(integrin)互作介导胞内胞外的信息交
换(Bernier和Berna 2001)。此外, 豌豆根中的GLP
可能通过RGD三肽识别根瘤菌的rhicadhesin蛋白
(Swart等1994)。LrGLP2的box C之前也具有与
RGD类似的三肽AGD, 结合蛋白质定位预测结果,
推测岷江百合LrGLP2编码的蛋白质可能是位于胞
外基质的粘着蛋白。LrGLP2与来源于其他植物的
GLPs都具有3个高度保守的基序box A/B/C, 在三
级结构上LrGLP2与大麦、水稻GLPs的构像以及
刘亚龙等: 岷江百合类萌发素蛋白基因LrGLP2的克隆及表达特性分析 1069
折叠方式高度相似, N端是1个β-折叠桶状结构, C
端主要由3个α-螺旋组成(Opaleye等2006; Lambert
等2002)。结构特征的高度保守性暗示岷江百合
LrGLP2可能与禾谷类作物GLPs一样, 具有SOD、
OXO等酶活性, 即具有抗氧化胁迫的生物活性。
植物在生长过程中经常受到多种生物和非生
物因子的胁迫, 在逆境胁迫下植物中的胁迫应答
基因会大量表达, GLPs是参与应答多种胁迫的一
类重要基因。植物遭受真菌、细菌等多种病原菌
的入侵时, GLPs的表达明显上升, 在盐、重金属和
干旱胁迫下的GLPs表达也明显上调(王沙沙等
2007; 唐源江等2011)。葡萄受病原真菌Erysiphe
necator感染后, VvGLP3在感染部位特异性表达, 将
带有组氨酸标签的VvGLP3转入拟南芥中使其过量
表达, 从中分离的VvGLP3重组蛋白具有SOD活性
(Godfrey等2007)。甜菜(Beta vulgaris) BvGLP-1在
拟南芥中超表达, 植株产生的H2O2增加, 且对两种
病原真菌Verticillium longisporum和Rhizoctonia so-
lani的抗性显著增强, 然而有益内生真菌Pirifor-
mospora indica与转基因拟南芥幼苗的相互作用并
未受到影响 ; 同时 , BvGLP-1的超表达激活了
PR-1、PR-2等一系列防御相关蛋白的转录水平,
从而提高了转基因植株的抗病性(Knecht等2010)。
qRT-PCR结果显示LrGLP2在岷江百合接种尖孢镰
刀菌后表达量迅速上升, 接种后24 h表达水平增加
至对照的126倍, 毋庸置疑, LrGLP2参与岷江百合
应对尖孢镰刀菌入侵的防卫反应。此外, LrGLP2
的转录水平明显受到ET信号分子的上调诱导, 表
明该基因可能通过ET信号通路介导岷江百合对尖
孢镰刀菌或其他逆境胁迫的抗性。
G L P s作为一类细胞外基质糖蛋白 , 具有
OXO、SOD等活性, 能保护植物免受生物及非生
物胁迫引起的氧化损伤, 同时还促进细胞壁的形
成和加固(Caliskan等2004), 因而GLPs与植物抵御
外源物质伤害及对多种逆境胁迫的抗性密切相
关。本文的研究结果表明岷江百合LrGLP2参与对
尖孢镰刀菌的防卫反应, 因此有必要对其功能和
生物学活性进行深入分析。我们已经构建了Lr-
GLP2的植物超表达载体, 并通过根癌农杆菌介导
的遗传转化法将超表达载体转入烟草中, 随着实
验的步步推进, 不久后有望获得关于LrGLP2功能
的更多信息。
参考文献
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