棉花與煙粉虱互作的蛋白組學(xué)分析和GhMLP423基因功能分析.pdf

1、棉花作為我國(guó)最重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，在生產(chǎn)過(guò)程中長(zhǎng)期遭到各種蟲害的嚴(yán)重威脅，近些年來(lái)很多棉花種植區(qū)煙粉虱頻繁發(fā)生，給棉花生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重危害，使得棉花產(chǎn)量和纖維品質(zhì)大幅度下降。煙粉虱刺吸脅迫后，棉花植株響應(yīng)機(jī)制的研究還沒(méi)有詳細(xì)報(bào)道，其自身的生理機(jī)制的變化還不清楚。主要乳狀蛋白(MLPs)是Bet v1蛋白亞家族之一，MLPs與另一個(gè)亞家族病理機(jī)制相關(guān)蛋白10(PR10)非常相似，然而目前關(guān)于MLP家族蛋白在植物響應(yīng)脅迫方面的機(jī)制還不清楚，我們

2、希望通過(guò)相關(guān)的分子生物學(xué)技術(shù)探索MLP蛋白在棉花響應(yīng)煙粉虱脅迫過(guò)程中的作用。
　　我們通過(guò)蛋白組手段對(duì)煙粉虱抗性較強(qiáng)的冀合321棉花品種和抗性較弱的中棉所42棉花品種進(jìn)行蛋白組表達(dá)差異分析，將表達(dá)差異的蛋白質(zhì)進(jìn)行質(zhì)譜鑒定分析，成功鑒定出263個(gè)棉花蛋白質(zhì)，去除重復(fù)冗余后有176個(gè)可供分析的特異蛋白質(zhì)。通過(guò)功能富集分析和代謝通路分析發(fā)現(xiàn)這些蛋白質(zhì)有相當(dāng)一部分參與了氧化還原反應(yīng)，而且部分是與活性氧信號(hào)路徑相關(guān)的酶。為了進(jìn)一步了解煙粉虱

3、侵染棉花后活性氧水平變化情況，我們對(duì)抗性材料冀合321進(jìn)行酶活力測(cè)定發(fā)現(xiàn)超氧化物歧化酶活性比對(duì)照顯著升高，過(guò)氧化氫含量初期升高后逐漸降低，而過(guò)氧化物酶活力顯著降低，表明活性氧信號(hào)路徑可能參與了棉花抵御煙粉虱侵染的過(guò)程。煙粉虱侵染后棉花的GhMLP423蛋白表達(dá)上升。為了探索棉花MLP蛋白在棉花響應(yīng)煙粉虱脅迫中的作用，我們選取了棉花MLP423基因進(jìn)行后續(xù)的生物學(xué)驗(yàn)證。通過(guò)VIGS技術(shù)成功干涉了MLP423基因并獲得了干涉植株。同時(shí)，我們

4、對(duì)干涉植株進(jìn)行了酶活力和過(guò)氧化氫含量測(cè)定。棉花干涉系GhMLP423的過(guò)氧化物酶活力低于對(duì)照，超氧化物歧化酶活力高于對(duì)照，將超氧根離子轉(zhuǎn)化為過(guò)氧化氫，因此初期過(guò)氧化氫含量高于對(duì)照，隨著時(shí)間點(diǎn)延長(zhǎng)而逐漸降低。另外，我們對(duì)于涉植株進(jìn)行了激素水平測(cè)定發(fā)現(xiàn)MLP423干涉系植株葉片SA含量低于正常植株，煙粉虱侵染后明顯高于非侵染植株，同時(shí)MLP423干涉系植株葉片中過(guò)氧化氫含量也低于正常植株，煙粉虱侵染后都有所升高，干涉系也明顯低于對(duì)照，可能由