Analysis of grapevine's somatic embryogenesis receptor kinase (SERK) gene family: VqSERK3/BAK1 overexpression enhances disease resistance.

生物 基因 遗传学 植物抗病性 突变体 转基因作物 胚胎发生 脱落酸 体细胞
作者
Yajuan Li,Chen Jiao,Zhenjiang Wei,Shengyue Chai,Hui Jia,Min Gao,Jessica Allison,Zhi Li,Changbing Song,Xiping Wang
出处
期刊:Phytopathology [Scientific Societies]
标识
DOI:10.1094/phyto-04-21-0136-r
摘要

The SOMATIC EMBRYOGENESIS RECEPTOR KINASE (SERK) gene family has been intensively studied in several plant species. Here we confirmed the existence of five SERK genes in grapevine (Chinese wild grapevine V. quinquangularis) and named them VqSERK1, VqSERK2, VqSERK3, VqSERK4, and VqSERK5. Analysis of the predicted structures of these SERK proteins revealed they include a signal peptide domain, a leucine zipper domain, a Ser-Pro-Pro domain, a single transmembrane domain, different leucine-rich repeats, and an intracellular kinase activity domain. The SERK genes of grapevine showed different gene expression patterns when treated with powdery mildew (Erysiphe necator) and hormones (SA, JA, ABA and ETH). Subcellular localization assays confirmed that VqSERK family proteins localized to the cell membrane. Moreover, we cloned the SERK3/BAK1 gene from the Chinese wild grapevine V. quinquangularis clone 'Shang-24'. Heterologous VqSERK3/BAK1 expression in the Arabidopsis bak1-4 mutant lines restored control of cell death, enhanced resistance to powdery mildew, and also strengthened stomatal immunity. Our work may provide the foundation for further studies of SERK genes for pathogen resistance and hormone treatment in grapevine.
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