苹果6-磷酸葡萄糖酸内酯酶基因MdPGL4的克隆及功能分析OA北大核心CSTPCD

6-磷酸葡萄糖酸内酯酶(PGL)是氧化戊糖-磷酸途径的关键酶,在糖代谢以及植物免疫反应中发挥着重要作用。本研究基于前期转录组测序结果筛选出对轮纹病有强烈响应的基因MD01G1226300,并对该基因进行克隆鉴定与功能分析。结果表明,接种轮纹病菌6 d后,‘鲁丽’苹果的病斑面积显著小于其亲本‘皇家嘎啦’和‘藤牧1号’;qRT-PCR分析发现MD01G1226300被强烈诱导表达,但在‘鲁丽’中的表达水平显著低于‘皇家嘎啦’和‘藤牧1号’。生物信息学分析结果表明,MD01G1226300的cDNA全长762 bp,编码253个氨基酸,MD01G1226300蛋白相对分子量为28.04 kDa,理论等电点为5.85,为稳定的亲水性蛋白,属于SugarP_isomerase超家族,存在6个可能的活性位点,无跨膜结构域且整体位于膜外区,三级结构主要由α螺旋和β折叠形成;通过同源序列比对分析后命名为MdPGL4,与梨PbPGL4进化关系最近,氨基酸序列同源性为70.13%。超表达MdPGL4的转基因苹果愈伤组织对轮纹病的抗性以及抗性相关基因的表达水平显著低于对照,表明MdPGL4负调控苹果对轮纹病的抗性。本研究结果丰富了苹果中PGL家族基因响应生物胁迫的理论体系,为苹果抗病分子机制解析和通过遗传性状改良创制抗病苹果新种质提供了参考基因。