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文檔簡(jiǎn)介
1、晚疫病是影響馬鈴薯生產(chǎn)的重要因素,不僅使產(chǎn)品的質(zhì)量下降,還使田間馬鈴薯產(chǎn)量降低。為了研究晚疫病抗病機(jī)理,本實(shí)驗(yàn)室在前期研究的基礎(chǔ)上得到了一些呈現(xiàn)出不同的誘導(dǎo)表達(dá)模式的馬鈴薯晚疫病水平抗性相關(guān)基因的EST片段。這些基因可能在晚疫病水平抗性的信號(hào)識(shí)別與傳導(dǎo)過程中發(fā)揮重要作用,但其基因全長(zhǎng)序列及其在馬鈴薯晚疫病水平抗性信號(hào)傳導(dǎo)和抗病反應(yīng)中的作用還不清楚,需要進(jìn)一步的研究鑒定。為此,根據(jù)VIGS檢驗(yàn)結(jié)果,本研究從這些ESTs中選擇了脂氧合酶基因
2、(StLOX)及與細(xì)胞壁栓化作用相關(guān)的陰離子過氧化物酶基因(StPOPA)作為研究對(duì)象,擬進(jìn)行全長(zhǎng)基因的克隆和功能分析,以期為控制馬鈴薯晚疫病的發(fā)生提供理論依據(jù)及數(shù)據(jù)支持。研究結(jié)果如下:
1.克隆了馬鈴薯脂氧合酶基因(StLOX)。StLOX基因編碼序列全長(zhǎng)2730bp,編碼909個(gè)氨基酸,定位于馬鈴薯葉片葉綠體中。StLOX基因?qū)儆诮M成型表達(dá),在馬鈴薯所有組織中均有表達(dá),其中在匍匐莖中表達(dá)水平最高,根中次之,其它組織中相對(duì)較
3、低。StLOX基因可以被晚疫病菌和機(jī)械傷害誘導(dǎo)表達(dá),該基因受JA正調(diào)控,參與了JA信號(hào)途徑前期的調(diào)控作用;不受SA與ET正調(diào)控,或該基因參與的途徑與SA、ET途徑存在拮抗關(guān)系。
2.克隆了馬鈴薯StPOPA基因。StPOPA基因編碼全長(zhǎng)1092bp,編碼363個(gè)氨基酸,定位于細(xì)胞膜中。StPOPA基因?qū)儆诮M成型表達(dá),在馬鈴薯各組織中均能檢測(cè)到,但表達(dá)量差異較大。StPOPA基因在嫩莖中表達(dá)水平最高,成熟葉和老莖次之,其他組織中
4、相對(duì)較低,而在塊莖中表達(dá)量極低。晚疫病菌和機(jī)械傷害均可誘導(dǎo)StPOPA基因的表達(dá),StPOPA基因的表達(dá)可能受JA/ET互作途徑的正調(diào)控,且JA與ET呈正向協(xié)同作用。
3.解析了StLOX和StPOPA基因的抗病功能。分別構(gòu)建了StLOX和StPOPA基因的超量和干涉表達(dá)載體,并得到了相應(yīng)的轉(zhuǎn)基因株系。對(duì)轉(zhuǎn)基因株系進(jìn)行離體葉片晚疫病抗性評(píng)價(jià),接種結(jié)果顯示,與對(duì)照相比,StLOX和StPOPA干涉株系晚疫病抗性水平顯著下降,而超
5、量表達(dá)株系晚疫病抗性表現(xiàn)明顯增強(qiáng)。以上結(jié)果表明StLOX和StPOPA基因在馬鈴薯晚疫病抗性中起著重要作用,推測(cè)其是通過正向調(diào)控作用增強(qiáng)馬鈴薯對(duì)晚疫病的抗性。
4.初步揭示了StLOX和StPOPA基因的抗病機(jī)理。StLOX基因作為正調(diào)控因子,在馬鈴薯抗晚疫病的過程中,促進(jìn)了病源侵染早期活性氧的爆發(fā)和胼胝質(zhì)的積累,減少了細(xì)胞的死亡。StPOPA基因在馬鈴薯抗晚疫病的過程中,通過JA/ET正向協(xié)同互作途徑誘導(dǎo)活性氧的爆發(fā)和程序性
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