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发根农杆菌介导的柑橘黄龙病抗性快速评价体系优化及应用

文献类型: 中文期刊

作者: 曹鹏 1 ; 周金环 1 ; 王新亮 1 ; 李楚欣 1 ; 李佳欣 1 ; 姜培 2 ; 刘金香 1 ; 宋震 1 ;

作者机构: 1.西南大学柑桔研究所

2.全国农业技术推广服务中心

关键词: 柑橘黄龙病;抗菌肽;发根农杆菌;毛状根转化;抗性评价

期刊名称: 中国农业科学

ISSN: 0578-1752

年卷期: 2024 年 57 卷 016 期

页码: 3182-3191

收录情况: 北大核心 ; CSCD

摘要: 【目的】黄龙病(Huanglongbing,HLB)是一种毁灭性柑橘病害,主要由韧皮部杆菌属亚洲种(Candidatus Liberibacter asiaticus,CLas)侵染引起。本研究旨在探究侵染初期CLas在柑橘毛状根中的增长规律,优化发根农杆菌(Agrobacterium rhizogenes)介导的黄龙病抗性快速评价体系并应用于抗菌肽的抗性评价。【方法】基于植物表达载体pGNGM1300,通过发根农杆菌K599介导的毛状根转化体系转化不同柑橘品种,筛选毛状根诱导快、转化率高的品种;接种CLas后,利用实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR,qPCR)对毛状根中的CLas进行定期检测,揭示其增长规律;在优化黄龙病抗性评价体系的基础上,通过CLas和相关基因的(RT-)qPCR、胼胝质含量检测、显微结构观察和症状观察等开展抗菌肽的黄龙病抗性评价。【结果】供试的11个柑橘品种中,香橼(Citrus medica)的毛状根诱导最快(15 d)、诱导率最高(73.75%),并且毛状根中转基因阳性率高(53.54%)。qPCR定期监测结果显示,在接种后第20—30天(days post inoculation,dpi),CLas开始在根中定殖;在30—50 dpi,CLas含量呈显著上升的趋势;CLas含量在60—120 dpi时略有波动,但与50 dpi时差异不显著。抗菌肽MaSAMP(stable antimicrobial peptide)、HBD-4(homo sapiens defensin beta 4)和CB(cecropin B)的抗性评价结果分析显示,在50—120 dpi,MaSAMP和CB表达植株中CLas含量均低于对照,且差异显著,除90 dpi外HBD-4表达植株中CLas含量也显著低于对照。3种抗菌肽表达植株中的胼胝质含量均显著低于对照(60 dpi),韧皮部细胞壁增厚不明显,未出现明显的淀粉粒和胼胝体沉积,并且均未发现根部死亡等现象(90 dpi)。【结论】揭示了侵染早期CLas在柑橘毛状根中的增长规律;优化了发根农杆菌介导的黄龙病抗性快速评价体系;明确转基因过表达抗菌肽MaSAMP、HBD-4和CB可显著抑制CLas的增殖,减少胼胝质沉积,减轻黄龙病症状,具有用于黄龙病防控实践的潜力。

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