轉(zhuǎn)基因小麥表達Harpin蛋白功能片段Hpa1誘導對麥長管蚜的韌皮部防衛(wèi)反應.pdf

1、小麥作物在全世界各地廣為栽培，全球約有四十余個國家以小麥作為主要的糧食作物。隨著世界經(jīng)濟以及人口的快速增長，對小麥的需求量也愈加增多，但一直以來，由于不良的環(huán)境條件以及病蟲害等各種因素嚴重影響了小麥的品質(zhì)與產(chǎn)量。其中小麥上的蚜蟲屬于小麥作物上的重要蟲害，不僅可以侵襲小麥葉片、莖稈、嫩穗等部位，影響小麥的生長以及產(chǎn)量，同時還可傳播多種病毒病，對小麥造成嚴重的損失。
　　根據(jù)本實驗室的研究發(fā)現(xiàn)，harpin蛋白可以誘導植物過敏性細胞死

2、亡以及對相關(guān)病蟲害的抗性，還可以增加作物的產(chǎn)量。本實驗室前人獲得了Harpin的一個功能片段Hpal10-42，并且構(gòu)建了相關(guān)載體，獲得了轉(zhuǎn)Hpal10-42基因的小麥，本文則進一步研究了轉(zhuǎn)Hpal10-42基因小麥對抗麥長管蚜的影響以及所涉及的相關(guān)信號通路的調(diào)控機制。
　　1.轉(zhuǎn)Hpal10-42小麥對麥長管蚜的韌皮部防衛(wèi)反應
　　本實驗中，我們獲得了六個轉(zhuǎn)Hpal10-42基因小麥株系，并對其相關(guān)的韌皮部防衛(wèi)反應進行了研

3、究。實驗研究結(jié)果表明，Hpal10-42在小麥植株中的表達，可以增加小麥植株對蚜蟲的趨避率以及降低蚜蟲的繁殖率。我們同時測定了編碼韌皮部凝集素基因PP2-A以及編碼葡聚糖合酶基因GSL的表達情況，我們發(fā)現(xiàn)當麥長管蚜取食小麥葉片時，在轉(zhuǎn)基因小麥系中PP2-A以及三個GSL(GSL2，GSL10，GSL12)基因的表達量明顯提高。我們也對麥長管蚜取食活動以及胼胝質(zhì)的沉積情況進行了分析，在六小時的EPG監(jiān)測中，麥長管蚜在轉(zhuǎn)基因小麥株系中韌皮部

4、取食時間縮短，同時胼胝質(zhì)在篩板的沉積量增加，阻止了蚜蟲的進一步刺探與取食。當對小麥生長性狀以及麥粒特征進行分析時發(fā)現(xiàn)，Hpal10-42的表達在促進小麥植株的生長同時可以促進植株的分蘗，增加作物的產(chǎn)量。
　　2.乙烯信號通路在轉(zhuǎn)Hpal10-42小麥對麥長管蚜的韌皮部防衛(wèi)反應中起重要作用
　　HrpNEa是一種多功能激發(fā)子，可以激活不同的信號通路，在調(diào)控植株生長，抗病蟲以及抗干旱等過程中發(fā)揮著重要的作用。本次研究內(nèi)容發(fā)現(xiàn)，H

5、pal10-42在小麥株系中的表達可以激活乙烯信號通路，說明了乙烯信號傳導因子EIN2可能參與了轉(zhuǎn)基因小麥韌皮部防衛(wèi)反應的調(diào)控作用。通過研究發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)基因小麥株系中EIN2基因的表達量相對較高，而用乙烯抑制劑AgNO3或者1-MCP處理以后，PP2-A以及GSL10基因的表達量出現(xiàn)了明顯的下降，胼胝質(zhì)的沉積率出現(xiàn)了明顯的下降，麥長管蚜在轉(zhuǎn)基因系韌皮部取食時間顯著增加，同時蚜蟲的侵襲量也有大幅度提升，這進一步說明了乙烯信號通路參與了轉(zhuǎn)基因小