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《中国农业科学院》 2010年
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PeaT1诱导烟草系统获得抗病性及其作用机理的研究

张微  
【摘要】: PeaT1是作者实验室从极细链格孢菌(Alternaria tenuissima)中分离出的一种蛋白类激发子。前期研究证明,原核表达的PeaT1具有诱导植物提高抗病性的功能,为了探讨其作用机理,本文以烟草和TMV为研究系统,研究了PeaT1诱导烟草对烟草花叶病毒(TMV)的系统抗性,测定了烟草抗病防御酶活性以及防御物质的相对含量;用实时荧光定量PCR和RT-PCR技术研究了PeaT1诱导烟草后对TMV病毒粒子增殖的影响、PeaT1对TMV的体外钝化作用以及水杨酸信号传导途径中相关基因转录表达的变化,该研究丰富了蛋白激发子与植物互作理论,为进一步阐明PeaT1诱导植物抗病的作用机制提供了理论依据。 1.获得了高效原核表达的PeaT1,纯化蛋白PeaT1可以诱导烟草对TMV侵染产生系统获得抗病性,表现为病毒侵染引起的系统症状减轻,与未诱导的植株比较,显症期推迟6 h左右,系统枯斑抑制率可达54.05%,枯斑大小抑制率可达31.3%。 2.研究表明PeaT1诱导烟草产生的防卫反应对TMV病毒复制有抑制作用,但对TMV的体外钝化作用并不明显。PeaT1在诱导系统烟5 d后接种TMV,接种5 d后用半叶枯斑法检测枯斑三生烟(Nicotiana tabacum cv. Samsun-NN)叶片的病毒粒子浓度仅为清水对照的65.87%;实时荧光定量PCR法检测证明,诱导处理的烟草体内TMV-CP基因的蓄积量抑制率可达75.4%,这从另一个角度对半叶枯斑法的测定结果进行了验证;体外钝化试验研究表明PeaT1对TMV无明显的体外钝化作用。 3. PeaT1诱导烟草后,木质素积累量增加,防御酶活性增强,系统获得抗性标记基因的转录表达增强。木质素含量在PeaT1处理枯斑三生烟幼苗5 d后开始明显升高并在6 d时达到峰值,是对照的4倍;多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)酶也均比对照增强,分别比对照提高了267.2 %和77.96 %。PR1a、PR1b基因转录增强且具有时序性转录的特点。 4、水杨酸信号传导途径参与了PeaT1诱导烟草产生的系统获得抗病性。实时荧光定量PCR技术检测发现,PeaT1诱导烟草叶片后,系统获得抗病性标志基因PR1a上调23.71倍、PR1b上调19.95倍,水杨酸信号传导途径关键基因NPR1上调9.875倍,水杨酸合成关键酶基因PAL上调8.255倍,而乙烯茉莉酸途径标志基因PDF1.2转录水平并未提高;叶片内水杨酸含量提高,24 h后较对照提高3倍。 5. PeaT1不能诱导转NahG基因的烟草提高抗病性,系统获得抗病性的标志基因也没有转录上调。进一步证明,PeaT1通过启动烟草的水杨酸信号传导途径,使烟草产生了抗病防卫反应。
【学位授予单位】:中国农业科学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:S432.2

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【参考文献】
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