黄瓜CuWRKY16转录因子参与根结线虫取食位点发育的调控作用

根结线虫(Meloidogyne )是黄瓜的重要病原物，每年造成巨大的损失。但是黄瓜至今没有发现可以利用的抗性材料，研究根结线虫与黄瓜亲和互作机理对于创新黄瓜抗根结线虫材料具有重的意义。wrky基因是根结线虫诱导取食位点形成中早期表达转录因子，本研究在9930黄瓜材料全基因组序列基础上，进一步鉴定黄瓜根结线虫取食位点发育相关的WRKY基因CuWRKY-16的转录调控功能，并通过RNAi和转基因超表达技术采用染色质免疫沉降结合-高通量测序技术（ChIP-seq）分离CuWRKY-16转录因子下调的靶标基因，从而解析黄瓜CuWRKY-16转录因子在根结线虫取食位点发育中的调控机制,为建立基于阻止根结线虫取食位点发育的分子调控制技术奠定基础。

根结线虫是黄瓜的重要病害，揭示根结线虫与黄瓜亲和互作机理对于创新黄瓜抗根结线虫材料具有重的意义。研究中采用黄瓜9930为材料，分析了在黄瓜根结线虫取食位点形成过程中相关的WRKY基因，并从中分离克隆了关键基因CuWRKY-16，并结合表达谱分析，初步揭示了根结线虫取食位点的形成机理。CuWRKY-16基因放阅读框为786bp，含有一个内含子，位于第6染色体，基因表达被定位于细胞核内。CuWRKY-16编码蛋白具有一个wrky结构域，属于WRKY第II c亚家族。在接种根结线虫3h后该基因即显著上调表达，并在整个根结发育过程中保持显著差异水平。CuWRKY-16在根、茎、花及果实中均有表达，并且可以被冷、盐、干旱等逆境胁迫表达。通过发根农杆菌介导的RNAi技术，在离体根中初步确定了敲低该基因表达可以减缓根结的发育。采用基因表达谱的方法分析了7d、14d、21d 根结内基因表达谱特点，明确了CuWRKY-16基因介导的根结发育在14d时表达差异基因变化最大。通过表基因的并集及交集聚类分析证实根结的发育程度是随着时间逐步发展，并与基因的表达差异紧密相关，根结发育前期是以细胞发育为主，而在根结发育成熟后，维持高活性的营养代谢为主要方面。通过基因GO富集分析发现根结发育后期代谢作用是降低的，并且水解酶及氧化还原酶的作用是显著降低的。通过表达谱分析证实根结发育是CuWRKY-16基因与其他多个wrky基因共同协调调控的，同时初步发现了CuWRKY-16基因协同表达的生长素反应因子（ARF,AUX/IAA）的候选基因，并分析了其在根茎叶花果等不同组织及接种根结线虫3h-21d时根结发育过程中的表达特征，这些初步揭示了多WRKY与ARF、AUX/IAA协同调控根结的发育机制，为进一步深入研究根结发育调控提供了重要依据。在研究过程中发表相关论文7篇，其中3篇为SCI论文。