小麦C4MTA家族在小麦与条锈菌互作过程中的功能分析

由条形柄锈菌小麦专化型(Puccinia striiformis f.sp.tritici)引起的小麦条锈病严重危害我国小麦的生产.钙调素结合转录激活因子(calmodulin-binding transcription activator,CAMTA)是植物中最重要的受Ca2+/CaM调节的转录因子家族之一,在植物响应生物胁迫中发挥重要作用.本研究从小麦与条锈菌互作的转录组数据库中筛选出4个Pst处理下调表达的小麦CAMTA基因家族成员,通过实时定量PCR(qRT-PCR)以及病毒介导的基因沉默(virus-induced gene silencing,VIGS)技术对其在小麦与条锈菌互作中的功能进行了初步解析.结果表明,在亲和互作中,TaCAMTA1-A、TaCAMTA1-B和TaCAMTA3-D在不同时间点明显下调表达,而TaCAMTA2-B在条锈菌处理12 h显著上调表达.通过VIGS技术沉默TaCAMTAs基因后发现,沉默TaCAMTA2-B后与对照组相比,小麦叶片坏死斑和孢子数量均明显减少,抗病性增强.在此基础上,克隆了小麦TaCAMTA2-B基因,通过烟草亚细胞定位发现TaCAMTA2-B定位于细胞核,此外,酵母自激活实验验证TaCAMTA2-B具有转录激活活性.外源激素SA、ABA和JA处理表明TaCAMTA2-B受ABA诱导上调表达,同时TaCAMTA2-B在小麦的根、茎、叶中均有表达,在根中的表达量最高.以上结果表明TaCAMTAi2-B可能作为一个感病相关基因在小麦对条锈病互作过程中发挥功能,通过进一步解析小麦TaCAMTAs可能参与的感病机制,为创制广谱持久的小麦抗条锈菌品种提供理论依据.