摘要
灰霉病害是限制我国蔬菜等农作物产量和品质的的重要因素之一。因此，寻找和发掘植物抵御灰霉菌侵染的新基因并阐明其作用机制，从而通过遗传改良手段提高作物抗病能力，无疑具有重要的理论意义和潜在应用价值。本研究通过反向遗传学途径筛选鉴定了一个参与正向调控拟南芥抗灰霉菌侵染的新的几丁质酶基因CHiC，并阐明了其可能的作用机制： （1）对CHiC基因在拟南芥不同组织中表达模式研究，发现其在不同组织中表达量由大到小排序为：根＞花序＞果荚＞苞叶＞莲座叶＞茎。 （2）对野生型（WT）和 CHiC 基因突变体 chic-1 和 chic-2 进行灰霉菌侵染表型，发现突变体相较于WT对灰霉菌表现更加敏感表型，表明CHiC基因正调控拟南芥抵御灰霉菌侵染。构建 35S: CHiC 基因过表达转基因植株，对其进行灰霉菌侵染表型观察，结果显示，与 WT 相比，过表达植株表型更加耐受。进一步证明CHiC基因在调控拟南芥抵御灰霉菌侵染中起重要作用。 （3）对CHiC基因诱导表达分析表明，在灰霉菌处理下，野生型拟南芥中CHiC基因的转录和翻译水平均显著升高。 （4）利用水杨酸（SA）、茉莉酸（JA）、乙烯合成前体（ACC）对野生型植株进行处理，检测CHiC基因表达水平，发现SA和JA能够诱导该基因的表达，但ACC处理后对CHiC基因的诱导无明显作用，推测CHiC基因调控拟南芥抵御灰霉菌侵染可能依赖于SA和JA介导的信号途径。 （5）进一步检测灰霉菌处理下SA和JA信号通路相关基因表达，发现过表达植株中SA信号通路的PR1、PR2、PR5基因和JA信号通路的PDF1.2a、ORA59基因显著高于WT，而chic突变体中这些基因的表达水平均低于WT，进一步证明CHiC基因正调控拟南芥抵御灰霉菌侵染是通过SA和JA信号通路相关基因发挥作用的。 （6）为深入研究CHiC基因的功能，对其进行了病原真菌青霉菌（Penicillium brefeldianum）和病原细菌丁香假单胞菌变种 DC3000（Pseudomonas syringae pv tomato DC3000，Pst DC3000）侵染的表型观察及基因表达水平分析，发现 CHiC 基因的表达水平显著上调，推测该基因可能正调控拟南芥抵御以上两种病原菌。病菌侵染的表型实验证实了上述观点。该基因的抗病机制有待进一步研究。 综上所述，CHiC基因通过依赖于SA和JA介导的信号途径正向调节植物的对灰霉菌的耐受性。本研究为利用植物基因工程提高植物对灰霉菌抗性提供了新的基因资源和技术途径，从而为提升农作物产量和品质提供了新的技术保障。
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