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《河北农业大学》 2004年
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拟南芥不同生态型对马铃薯晚疫病菌的抗性机制及抗病相关基因表达研究

刘颖超  
【摘要】:本文对拟南芥不同生态型对不同病原菌的抗病性进行了初步研究,筛选出了对同一病原菌接种后抗病性反应表现不同的生态型,并对抗感表现不同的生态型接种后的抗性机制及抗性相关基因的表达进行了研究。 通过对8种病原菌的11个菌株及2种植物病原真菌毒素的反应,供试的12个生态型对甘蓝枯萎病菌(Fusarium campestris)、西瓜枯萎病菌(F.oxysporum f.sp.niveum)(3个菌株)、玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)99-2菌株、白粉病菌(Erysiphe cichoracearum)表现为非亲和反应;对白菜黑斑病菌(Alternaria brassicicola)、葡萄灰霉病菌(Botrytis cinerea)、番茄灰霉病菌(B.cinerea)、马铃薯晚疫病菌(Phytophthora infestans)、白菜霜霉病菌(Peronospora parasitica),不同的生态型反应不同:其中,Col生态型对葡萄灰霉病菌(B.cinerea)、番茄灰霉病菌(B.cinerea)及白菜霜霉病菌(P.parasitica)表现为亲和反应;C24生态型对白菜霜霉病菌(P.parasitica)表现为亲和反应;NahG对葡萄灰霉病菌(B.cinerea)、番茄灰霉病菌(B.cinerea)表现为亲和反应;Est-1生态型、Bay-0生态型对白菜黑斑病菌(A.brassicicola)、葡萄灰霉病菌(B.cinerea)、番茄灰霉病菌(B.cinerea)、马铃薯晚疫病菌(P.infestans)和白菜霜霉病菌(P.parasitica)表现为亲和反应。用外源物质水杨酸和茉莉酸处理拟南芥与马铃薯晚疫病菌互作表现为亲和反应的生态型Est-1、Bay-0,提高了对马铃薯晚疫病菌的抗性,在接种部位只出现了侵染点或很小的坏死斑。 在相关防御酶系研究中发现,不同生态型的拟南芥在接种马铃薯晚疫病菌后其PAL、POD、PPO的活性和空白对照相比,均有不同程度的提高,而且抗病生态型Col酶活性提高的幅度及上升速度均高于感病生态型。在不同生态型的SOD比活性测定中,感病生态型接种7d内SOD活性迅速增加,到第9d迅速下降,抗病生态型Col在接种后SOD活性小幅度上升—下降—上升,接种第7d达到高峰。接种马铃薯晚疫病菌后,供试的3种生态型(Col、Est-1和Bay-0)中CAT酶活性都发生了变化,其中,Col在接种后酶活性基本是一直上升,在接种第7d时达到最大值,以后缓慢下降;而Est-1生态型和Bay-0生态型在接种后24h内酶活性变化不大,仅有小幅度下降,24h以后才开始逐渐上升,3~5d时达到最大值,以后下降,到第13d时,酶活性低于不接种对照,抗病生态型Col的CAT活性的最大值明显高于感病生态型Est-1和Bay-0。 在非酶类抗性相关物质研究中,抗病生态型和感病生态型接种马铃薯晚疫病菌后,各种抗性物质也有明显不同的变化。表现为:(1)接种马铃薯晚疫病菌后,感病生态型Est-1和Bay-0电导率变化比抗病生态型Col早,而且增加幅度也比抗病生态型Col大。(2)病原菌侵染可以引起细胞中游离脯氨酸含量的增加,抗病生态型增加幅度大于感病生态型。(3)丙二醛(MDA)作为膜脂过氧化的产物,在接种马铃薯晚疫病菌后供试的所有生态型都呈现上升趋势,抗病生态型Col接种后MDA值开始 上升的时间比感病生态型早,但其最大值明显比感病生态型小。 利用优化的差异显示技术,对接种马铃薯晚疫病菌后不同拟南芥生态型差别表达 的基因进行了分析,共获得了108条差别表达的基因片段,对差别表达基因片段的二 次扩增产物进行了Northem杂交检测。结果表明,57个差异条带的二次扩增产物与 对照或接种处理得到的cDNA杂交有阳性反应,阳性率为52.5%。对2个差异片段进 行克隆并测序,获得了长度分别为269bp和466bp的2条cDNA序列。同源性分析表 明,7一6序列(466bp)来自At3g47900.l基因,编码ACC合成酶;6一6序列(269bp) 来自At5932405.1基因,其生物学作用、细胞组成及分子功能均未发表。 用反式Northem杂交检测抗病相关基因的表达。结果表明,特异于7个抗病相关 基因的探针中,Col生态型的二次扩增产物与PR一3基因有杂交信号;Bay一0生态型 与pR一l基因有杂交信号;Est一l生态型与At2932680,Atlg67980,poFI.2,PR一3不11 PR一4基因有杂交信号。用DDRT-PCR与Northem杂交相结合的方法研究拟南芥不同 生态型接种马铃薯晚疫病菌后抗病相关基因的表达,结果表明,Bay一O生态型经过sA 处理后接种马铃薯晚疫病菌,至少诱导了3个抗病相关基因(Ai2932680、Atlg67980、 PR一l)的表达,Col生态型经JA处理后,诱导了PDFI,2基因的表达,Bay一。生态 型经JA处理后,诱导了PR一4基因的表达,Est一1及Col生态型经SA处理后,诱导 了PR一3基因的表达。
【学位授予单位】:河北农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:S435.32

【引证文献】
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8 覃莲菊;高等植物侧生器官形态发育的分子机理初步研究[D];中国科学院研究生院(上海生命科学研究院);2004年
9 周婵;东北草原两个生态型羊草趋异适应特性及其进化机理的研究[D];东北师范大学;2004年
10 秦治翔;拟南芥1,3,4-三磷酸肌醇5/6-激酶在光形态建成中的功能研究[D];中国农业大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 阎秀兰;拟南芥磷高效生态型的筛选及营养机理研究[D];华中农业大学;2003年
2 骆郴;拟南芥表型可塑性的适应分化研究[D];石河子大学;2007年
3 桑新华;拟南芥CBF3等位基因的功能分析以及地被植物再生体系的建立[D];中国农业大学;2005年
4 张鑫磊;生态型居住区外环境规划设计研究[D];南京林业大学;2003年
5 许艺豪;两型社会背景下的生态型政府构建[D];湖南大学;2010年
6 胡颖;阿拉伯半乳糖蛋白在拟南芥胚胎发育过程中的免疫定位及作用[D];武汉大学;2005年
7 曾群;拟南芥晚花突变体的筛选、遗传分析和基因定位[D];山西大学;2005年
8 毛娜;拟南芥抗致病疫霉突变体的筛选及T-DNA侧翼序列分析[D];河北农业大学;2007年
9 丁戈;重金属镉耐性机理的遗传研究[D];兰州大学;2008年
10 刘军省;拟南芥中抗水稻胡麻斑病基因的鉴定及其遗传转化[D];河北农业大学;2008年
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