基于SA诱导番茄抗灰霉病的SR/CAMTA转录因子作用机制的研究

SR/CAMTA play important role in the regulation of Salicylic acid induced defence against attack by phytopathogens. However, it isn't clear that the mechanism of SR/CAMTA regulate SA induced the pathogen-resistance in plants. In this study, tomato was used as experimental material. Based on the change of SR/CAMTA expressing was analysised during SA induced resistance to Botrytis cinerea, screened out and identify specific expression SR/CAMTA gene. The resistance difference、related genes expression level of the up-stream of SA signal pathway and SA content were verified by RNAi and over-expression of specific SR/CAMTA in transgenic tomato. The outcome of the research will provide assured evidences of the role and mechanism of SR/CAMTA regulated SA induced resistance to Botrytis cinerea in tomato. Moreover, the results of this project will provide essential theoretical support and practical basis to enhance SA induced resistance，and to improve tomato resistance and stabilize the tomato yield by molecular pathway.

SR/CAMTA在调控水杨酸（SA）诱导植物抗病反应中发挥重要作用，但SR/CAMTA调控SA诱导植物抗病性的机制尚属未知。本研究以番茄为材料，在明确SA诱导番茄抗灰霉病体系中SR/CAMTA基因表达变化规律的基础上，筛选出特异表达的SR/CAMTA基因；并通过转基因技术获得RNAi和过表达转基因植株，明确和验证转基因植株的抗病差异及其对SA上游信号相关基因表达和SA含量的影响；从而揭示SR/CAMTA基因在SA诱导番茄抗灰霉病体系中的作用机制，为进一步调控和提高SA的诱导抗性提供理论基础和现实依据，也为采用分子手段提高番茄抗病性，进一步稳定番茄的产量提供实践依据。

灰霉病是番茄生产中的重大病害之一，尤其在设施番茄生产中灰霉病的发生更为普遍及严重。解决番茄灰霉病问题，一直是番茄育种、栽培和植保工作者梦寐以求之事。在解决番茄灰霉病问题上还缺乏高效的途径和措施。Ca2+和SA是公认的抗病诱导物质，但有关Ca2+/CaM和SR/CAMTA如何通过调控SA来诱导植物提高抗病性尚不得而知。因此，本项目以番茄为试材，探明钙素通过调控SR/CAMTA进而调控SA诱导番茄抗灰霉病的机制。因此，本项目主要针对此问题进行了如下几个关键方面进行研究。在本研究中，利用RT-RCR技术明确了外施SA后接种灰霉菌处理后检测SR/CAMTA基因家族的表达差异；SR/CAMTA基因家族在不同激素诱导处理和在不同部位的组织表达特异性初步筛选出与SA诱导抗灰霉病相关的SR/CAMTA基因，确定SlSR1和SlSR3L作为进一步转基因研究的对象。并采用GATEWAY技术构建SR1和SR3L基因的RNAi沉默载体，成功获得SR1::RNAi和SR3L::RNAi植株T1代，分析了沉默植株游离和结合态SA含量及SA合成途径的鉴定，及对外源SA和灰霉菌的生理指标响应。利用HPLC法测定了不同钙处理条件下番茄SA含量，明确了高钙处理可提高番茄叶片中游离态和结合态SA含量；利用qRT-PCR 技术明确了不同水培钙处理条件下番茄SA的主要合成途径为PAL途径。RT-PCR分析了不同钙处理条件下番茄Ca2+受体的表达情况；SA诱导番茄抗灰霉病效应及其生理代谢变化。增加2D技术分析外施SA和Ca2+接种灰霉菌后番茄叶片蛋白水平的差异；利用MOD-TOF/TOF分析技术结合数据库搜索对Ca2+调控SA诱导番茄抗灰霉病的调控作用进行蛋白质水平的分析,有42个鉴定成功。包括与防御相关的蛋白、与活性氧代谢相关的蛋白、与蛋白质合成相关的蛋白、与能量相关的蛋白、与光合作用相关的蛋白、其它蛋白质和未知功能蛋白。