番木瓜SGT1和RAR1的功能驗證及WRKY轉錄因子的研究.pdf

1、植物在生命活動周期中會不斷的遭受到生物和非生物脅迫，SGT1、RAR1在植物的抗病信號傳導過程中的作用非常重要，WRKY轉錄因子在植物應對各種脅迫方面有著提高抗性的重要作用，從不同的轉基因擬南芥株系對SGT1、RAR1的功能進一步進行驗證，并對番木瓜WRKY轉錄因子的表達模式及功能進行研究揭示其抗性機理，為番木瓜抗病性研究篩選出候選的抗性基因提供有力的依據(jù)。PGA作為一種有無害無毒、可降解、無殘留等特性的物質在農(nóng)作物上的也開始廣泛的應用

2、，目前已發(fā)現(xiàn)能促進作物的生長與增強植物抗病及抗逆境能力，而PGA使植物增強了對逆境的適應和抗逆性的機制有待實驗證實。本實驗對T1代轉基因pBI121-RAR1擬南芥R1、R2、R3三種株系與T1代轉基因pBI121-SGT1擬南芥S1、S2、S3三種株系之間通過表型、抗性和相關抗性基因的表達來對SGT1、RAR1兩個基因的功能進行驗證;對番木瓜進行加入外源PGA處理，并且對其進行脅迫誘導，運用實時熒光定量PCR技術檢測其中10個WRKY

3、基因的表達水平。主要研究內容包括：
　　 ⑴通過從主根長度和花軸長度這兩個方面對野生型和轉基因株系進行對比分析結果差異明顯;在滲透脅迫條件下，轉基因擬南芥株系R1、R2、R3中的發(fā)芽率明顯高于野生型，證明了RAR1在植物生長發(fā)育初期起著重要的作用，而在各株系之間抗脅迫的能力又不相同，株系R3在甘露醇條件下的發(fā)芽率明顯高于R2和R1，株系S2和S3的發(fā)芽率也明顯高于S1;觀察在滲透脅迫條件下對根長變化的影響，結果顯示6種轉基因株系

4、比野生性對脅迫條件的敏感性程度更高，而轉基因pBI121-RAR1株系相對于轉基因pBI121-SGT1株系在鹽(NaCl)脅迫中的敏感程度也更高，說明了RAR1和SGT1在擬南芥生長發(fā)育時期對滲透脅迫的抗性反應起到一定的作用;氧化脅迫實驗得到的結果為在氧化脅迫的條件下48 h后，葉片出現(xiàn)的褐化干枯最嚴重的是野生型，在pBI121-SGT1的3種株系pBI121-RAR1的3種株系的葉片也發(fā)生了褐化干枯的現(xiàn)象，不過相對于野生型有所延遲;

5、用擬南芥的離體葉片對其接種核盤菌，當侵染時間為20 h時，所有轉基因株系的發(fā)病率明顯低于野生型的發(fā)病率。當病原菌侵染葉片40 h后，野生型的葉片上已經(jīng)幾乎布滿了病斑，而在6種轉基因株系的葉片上的病斑擴散現(xiàn)象并不是很明顯，說明了SGT1和RAR1這兩個基因在擬南芥的抗病反應中起著一定的作用;EDS1、NDR1、LOX2、RPP5這4個均是與抗性相關的基因，在pBI121-SGT1的3種株系和pBI121-RAR1的3種株系和野生型(Col

6、-0)擬南芥中經(jīng)NaCl所誘導的非生物脅迫和生物信號分子SA、MeJA、ABA所誘導的生物脅迫后，這些與抗性相關基因的表達量在有的轉基因株系中高于野生型，說明了抗性相關基因的表達情況受到了SGT1和RAR1基因的超表達的影響。但轉基因不同株系中各與抗性相關基因的表達量又不盡相同，這說明可能與植物的激素水平和外源基因拷貝數(shù)相關系。
　　 ⑵以施加含有PGA營養(yǎng)液的番木瓜苗（實驗組）相對于對照組（未含有PGA營養(yǎng)液）的植株形態(tài)學比較

7、，實驗組生長的更加健壯，主根也較長。為研究PGA使植物增強了對逆境的適應和抗逆性，對其進行SA、低溫、干旱、PRSV病原侵染這4種逆境，處理7d后觀察各植株的生長情況，發(fā)現(xiàn)實驗組的植株的不良生長狀況明顯好于對照組，上述實驗結果在生理外形上對PGA增強植物抗性提供理論依據(jù)。
　　 ⑶對實驗組和對照組進行SA、低溫、干旱、病原菌侵染這4種逆境再對與抗性有關的10個番木瓜WRKY轉錄因子的表達情況進行檢測并分析。實驗結果總結出未施加P

8、GA的對照組植株受脅迫誘導后，其中TF12.199、 TF12.62、 TF18.51、TF21.156這4個轉錄因子的表達量相對于未進行脅迫誘導的對照組基因的表達量差異顯著;施加PGA的實驗植株受脅迫誘導后TF5.242、TF72.14、TF807.3這3個轉錄因子的表達量相對于未進行脅迫誘導的對照組的基因的表達量差異極其顯著。這10個番木瓜WRKY轉錄因子都參與了植物的抗性反應調控中。實驗組和對照組中轉錄因子的表達情況不盡相同，說明