收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

诱导水稻抗虫性的活性分子筛选及相关分子2,4-D的诱导机理研究

辛肇军  
【摘要】:植物的诱导抗性是植物抵御病虫害的一个重要机制,由于其具有广谱、持久的抗病虫特性,因此受到各国科学家的高度重视。建立筛选诱导植物抗性激发子的高通量模型,并在此基础上发掘激发子,对于阐述诱导抗性机理和改进病虫害治理具有重要意义。这一研究内容在植物与病原菌互作关系中已有较多的涉及,但在植物诱导抗虫性领域,至今尚没有这方面的研究报道。为此,本文选择芳樟醇合成酶基因(OsLIS),其催化产物为能引诱稻虱缨小蜂的芳樟醇,作为筛选诱导水稻抗虫性激发子的分子标记。通过融合OsLIS启动子区域与GUS报告基因,利用转基因技术获得转LISp::GUS突变体,建立了高通量筛选诱导水稻抗虫性生物活性分子的模型。利用该模型,发现IAA的类似物2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-Dicholorophenoxyacetic acid,2,4-D)可提高水稻抗虫性,并据此研究了其抗虫机制。同时,本文又克隆了水稻虫害特异性诱导表达的一个木聚糖酶抑制剂基因OsHI-XIP,发现过量表达该基因能增强水稻对害虫二化螟Chilo suppressalis (Walker)的抗性。因此,该基因可以作为今后筛选激发水稻诱导抗虫性活性分子的一个新型分子标记。本文的主要研究结果如下: 根据OsLIS序列设计引物从水稻基因组中扩增了该基因转录起始位点上游1.5kb的启动子序列,命名为LISp。将LISp与GUS报告基因融合构建了LISp::GUS表达载体,利用农杆菌介导的方法将表达载体转化水稻,获得了转基因品系LISp::GUS,并利用LISp::GUS品系建立了以根系吸收为测定方式,以GUS蛋白活性为检测指标的活性分子高通量筛选模型。经过大量筛选,发现了2,4-D可提高突变体中GUS蛋白活性。化学和转录分析表明外源施用2,4-D能提高水稻防御相关基因(OsMEK3, OsMPK3, OsMPK6, OsWRKY53, OsPLDa4)(?)信号途径基因(OsHI-LOX, OsACS2)的表达水平,能够增加茉莉酸(Jasmonic acid, JA)和乙烯(Ethylene, ET)的内源水平,并能诱导一些防御物质如胰蛋白酶抑制剂(Trypsin protease inhibitors, TrypPIs)和水稻挥发物的产生和释放,但是降低了二化螟取食诱导的水杨酸(Salicylic acid, SA)水平。与野生型水稻相比,在JA和ET合成途径阻断突变体(as-lox, as-pld (?)口as-acs)中,2,4-D诱导的OsLIS基因表达水平和TrypPIs水平显著下降。生物测定试验表明,外源施用2,4-D提高水稻对二化螟的抗性,并引诱褐飞虱Niaparvata lugens (Stal)的卵寄生蜂-稻虱缨小蜂Anagursnilaparvatae Pang et Wang;相反,外源2,4-D处理减弱了对褐飞虱的直接抗性。进一步的田间试验表明,在水稻上喷雾2,4-D可以引诱褐飞虱,并提高稻虱缨小峰对褐飞虱卵的寄生率,这一结果可以作为推-拉式策略防治褐飞虱的措施之上述结果表明,2,4-D可通过调节水稻的JA,SA和ET等信号途径对水稻的防御反应产生影响。 克隆了水稻虫害特异诱导表达的一个木聚糖酶抑制剂基因OsHI-XIP,该基因cDNA全长1315bp,开放阅读框891bp,编码一个由297个氨基酸组成的蛋白质,预测分子量为32,5KDa。OsHI-XIP编码的蛋白定位于内质网,其转录水平在水稻根部要明显高于水稻的其它部位;二化螟取食、机械损伤和JA处理均能增加OsHI-XIP的表达水平。过量表达OsHI-XIP导致转基因水稻内源木聚糖酶抑制剂(Xylanase inhibitors, XIs),总活性上升,并增强水稻对二化螟幼虫的抗性,但不影响虫害诱导的水稻JA和TrypPIs含量。基于OsHI-XIP与水稻对二化螟抗性的相关性,OsHI-XIP可以作为今后筛选诱导水稻抗虫性激发子的一个新型分子标记。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 眭书祥;正确认识抗虫棉的抗虫性[J];农家顾问;2003年12期
2 李广京;刘栋;;作物抗虫性的反应类型及抗虫效果的提高[J];牡丹江师范学院学报(自然科学版);2005年01期
3 宋仁周;王玉英;李建芝;;棉花抗虫性的简易检测[J];中国棉花;2007年02期
4 汤德良,王武刚;植物诱导抗虫性[J];世界农业;1994年08期
5 ;抗虫性育种[J];麦类文摘.种业导报;1995年03期
6 董双林,汪若海,马丽华,钟昌珍;转Bt基因棉的抗虫性研究简报[J];棉花学报;1996年06期
7 吴征彬,高勇,郭介华;棉花的抗虫性和抗虫鉴定技术研究[J];中国棉花;1996年07期
8 何团结;棉花抗虫性机制及其利用[J];安徽农业科学;1996年S2期
9 戴小枫;郭予元;;我国棉花品种(系)抗虫性的鉴定、选育与应用[J];植物保护学报;1997年02期
10 郑世英;植物的抗虫性[J];生物学教学;2003年03期
11 吴作江;莫军;;高温天气增强棉花抗逆抗虫性的技术措施[J];农村科技;2007年08期
12 吴作江;莫军;;高温下增强棉花抗逆抗虫性的技术措施[J];中国棉花;2008年02期
13 ;植物的抗虫性[J];云南农业科技;1974年03期
14 张广学;棉花的抗虫性综述[J];昆虫知识;1981年03期
15 林举儒;美国主要蔬菜的抗虫性研究[J];世界农业;1985年10期
16 陈明;;作物抗虫性利用概况及其在害虫综合治理中的地位[J];甘肃农业科技;1985年03期
17 ;农业害虫的发生与防治 第六讲 作物的抗虫性及其利用[J];江苏农业科学;1986年12期
18 薜俊杰;;水稻品种抗虫性与叶片含水率的关系[J];河南农业科学;1986年07期
19 余先英;万非平;;作物抗虫性的遗传学机制及其最适宜的育种技术[J];种子;1989年02期
20 郭香墨;汪若海;李根源;宋晓轩;;棉花抗虫性状与抗虫效果分析[J];棉花学报;1993年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 赖凤香;孙燕群;傅强;;近几年国家水稻保种资源的抗虫性评价[A];植物保护与农产品质量安全论文集[C];2008年
2 赖凤香;孙燕群;傅强;;近几年国家水稻保种资源的抗虫性评价[A];植物保护科技创新与发展——中国植物保护学会2008年学术年会论文集[C];2008年
3 夏基康;;作物抗虫性的应用及研究的动向[A];中国昆虫学会1962年学术讨论会会刊[C];1962年
4 张慧英;梁世珍;;棉花品种材料对棉铃虫抗虫性研究[A];北京昆虫学会成立四十周年学术讨论会论文摘要汇编[C];1990年
5 胡国文;刘光杰;;我国水稻抗虫性研究进展[A];青年生态学者论丛(二)昆虫生态学研究[C];1991年
6 何树林;陈晓娟;;转Bt基因抗虫水稻品种的抗虫性鉴定及生态评价初步研究[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(上册)[C];2002年
7 曹桂艳;刘艳珍;孙长君;;转Bt基因棉的抗虫性及棉田害虫综合防治策略[A];中国棉花学会2005年年会暨青年棉花学术研讨会论文汇编[C];2005年
8 刘旭明;杨奇华;;棉花品种抗蚜性鉴定技术的改进研究[A];北京昆虫学会成立四十周年学术讨论会论文摘要汇编[C];1990年
9 曾玲;粱广文;庞雄飞;;两种聚类分析方法在水稻品种抗虫性研究中的应用[A];青年生态学者论丛(二)昆虫生态学研究[C];1991年
10 李萍;王剛;張青文;;利用胚轴切断法诱导棉花抗虫性的研究[A];’98海峡两岸害虫生物防治学术研讨会论文摘要[C];1998年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 辛肇军;诱导水稻抗虫性的活性分子筛选及相关分子2,4-D的诱导机理研究[D];浙江大学;2011年
2 董志强;Bt棉氮素代谢特征与丰产性抗虫性协同表达的化学调控[D];中国农业大学;2000年
3 杨广东;基因工程改良几种重要蔬菜的抗虫性[D];浙江大学;2002年
4 马炳田;基因工程改良杂交籼稻的抗虫性[D];四川农业大学;2002年
5 唐灿明;转Bt基因和Bt+CpTI基因抗虫棉的遗传评价及利用研究[D];南京农业大学;2003年
6 郭金英;转Bt+Sck双价基因抗虫棉的培育及其遗传稳定性研究[D];南京农业大学;2006年
7 高聪芬;转基因棉对棉铃虫的抗虫性、高表达及生长发育的影响[D];南京农业大学;2004年
8 陈岚;除草剂2,4-D的O_3、O_3/H_2O_2高级氧化技术研究[D];浙江大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张金龙;转Bt基因抗虫棉抗虫性鉴定方法研究[D];华中农业大学;2009年
2 李桂玲;玉米转Bt基因后代的抗虫性鉴定研究[D];河南农业大学;2002年
3 朱卫红;转Bt基因玉米后代的抗虫性鉴定及其遗传分析[D];河南农业大学;2004年
4 胡文峰;叶面喷硅对水稻抗虫性的影响[D];扬州大学;2013年
5 李海燕;我国转Bt基因抗虫棉基因型及抗虫性监测[D];南京农业大学;2013年
6 魏凤娟;转Bt+CpTI双价基因抗虫棉的抗虫性及相关特性的研究[D];安徽农业大学;2005年
7 马永芳;转Bt基因水稻的抗虫性及其农艺性状的评价[D];浙江大学;2008年
8 邵正飞;玉米不同品种抗虫性及与天敌的联合作用研究[D];安徽农业大学;2011年
9 张俊;棉花不同外源基因抗虫性及对杂种优势的影响研究[D];中国农业科学院;2001年
10 崔旭红;转Bt基因水稻抗虫性研究及其对田间昆虫生物群落的影响[D];华中农业大学;2003年
中国重要报纸全文数据库 前9条
1 ;正确认识抗虫棉的抗虫性[N];山东科技报;2005年
2 ;两种“古老”抗虫棉[N];江苏农业科技报;2008年
3 省农业厅 侯立功;买了抗虫棉为啥不抗虫[N];山西科技报;2001年
4 刘阳;赣州成功选育出耐寒木豆新品种[N];中国特产报;2008年
5 余宏章;栽种抗虫棉注意五要点[N];农民日报;2006年
6 湖北人民大垸农场种子公司 孙友庆;抗虫棉不抗虫原因何在(上)[N];湖北科技报;2002年
7 吴士平;栽种抗虫棉注意五要点[N];中华合作时报;2004年
8 余宏章;抗虫棉 抗虫是相对的[N];瓜果蔬菜报.农业信息周刊;2006年
9 侯立功;走出应用抗虫棉的误区[N];山西科技报;2001年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978