孙现超团队揭示辣椒CaNHL家族的胁迫响应及CaNHL4的抗病功能

2020-06-15 17:47:34

近日,Horticulture Research在线发表了学校植物保护学院题为Genome-wide analysis of NDR1/HIN1-like genes in pepper (Capsicum annuum L.) and functional characterization of CaNHL4 under biotic and abiotic stresses(辣椒全基因组水平分析挖掘NDR-HIN 1类似基因对生物与非生物胁迫的功能)的研究论文。该研究通过全基因组鉴定,结合转录组数据表征了辣椒CaNHL基因家族的胁迫响应表达,并明确了CaNHL4参与激素途径调控抗病防御,为辣椒的遗传育种奠定理论基础。

该研究从全基因组出发,鉴定出15个辣椒CaNHL家族基因。结合生物信息学分析,发现CaNHL家族共分为4个亚组,并且多数CaNHL家族基因启动子含有MeJA、SA、干旱等顺式作用。结合转录组分析,发现CaNHL家族基因在辣椒各个器官中均有不同程度的表达,并且CaNHL1、CaNHL4、CaNHL6、CaNHL10、CaNHL11和CaNHL12强烈响应了冷、热、盐等非生物胁迫及水杨酸、茉莉酸、脱落酸等激素刺激。同时,研究发现上述6个基因不同程度响应了疫霉(Phytophthora capsici)、细菌(Pseudomonas syringae)和病毒(tobacco mosaic virus)的侵染,且CaNHL1、CaNHL4和CaNHL12在三种病原侵染过程中表现出强烈的差异性,揭示这三个基因可能是辣椒防御反应中的关键基因。进而,对CaNHL4进行沉默和过表达验证其抗病功能,揭示CaNHL4作为辣椒的关键抗病因子响应对三种病原的侵染。最后,通过反向验证沉默和过表达CaNHL4对水杨酸、茉莉酸以及活性氧诱导基因表达的影响,双向证明CaNHL4通过响应激素与活性氧途径参与辣椒抗病防御。