水稻白葉枯病成株抗性機理研究.pdf

1、成株抗性是一種苗期表現(xiàn)為感病，生長發(fā)育到一定時期后表現(xiàn)為抗病的現(xiàn)象。成株抗性在多種植物多種病害中存在。迄今為止，成株抗性的機理不甚清楚。作者研究了水稻白葉枯病成株抗性生理生化特點，并從分子水平對其抗病性機理進行了初步探討，主要結果如下： 1.運用DDRT-PCR方法，用90對引物組合對水稻白葉枯病成株抗性品種早生愛國3號苗期、成株期病原菌和清水接種材料進行了差異表達基因篩選?？偣布s篩選了7000個基因片段，其中有9個基因為成株期

2、病原菌誘導特異表達。對3個差異表達片段進行了克隆測序，結果發(fā)現(xiàn)這3個片段編碼序列相同，即編碼NADH脫氫酶。經(jīng)Northernblot分析，其在苗期和成株期各處理間表達無差異，這一結果表明篩選的基因可能為假陽性，另一種可能就是編碼NADH脫氫酶基因表現(xiàn)為轉錄后調節(jié)。 2.運用cDNA-AFLP技術，用256對引物組合對早生愛國3號苗期、成株期接種病原菌和清水材料進行差異表達基因篩選。在篩選的約16000個基因片段中，共檢測到成株

3、抗性相關的差異表達cDNA片段122個。對70個cDNA片段進行了克隆測序。經(jīng)同源序列比較，41個基因為已知功能基因，這些基因包括參與光反應的基因、表達調控基因及防衛(wèi)基因。29個基因為功能未知基因。對2個基因進行Northernblot分析和22個基因進行RT-PCR分析，其中11個基因差異表達明顯。 3.為了探討水稻白葉枯病成株抗性是否與生長發(fā)育及病原菌誘導的基因組甲基化水平有關，采用MSAP(methylatonsensit

4、iveamplifiedpolymorphism)技術對早生愛國3號苗期、成株期接種病原菌、清水接種及未處理材料進行了全基因組甲基化掃描。在所掃描的2000個基因片段中，共檢測到甲基化多態(tài)性位點380個，其中受苗期生長發(fā)育誘導的多態(tài)性位點為8.7％，苗期病原菌誘導的為1.6％，成株期生長發(fā)育誘導的為0.5％，成株期病原菌誘導的為0.8％。表明不同生育時期的甲基化水平可能與成株抗性相關。 4.為了探討是否生長發(fā)育及病原菌誘導的轉座

5、子的激活與水稻白葉枯病成株抗性相關，運用SSAP(sequencespecificamplifiedpolymorphism)技術檢測了早生愛國3號苗期、成株期接種病原菌、清水接種及未處理材料基因組LTR逆轉座子Tos17的拷貝數(shù)差異。在所檢測的2000個基因片段中，苗期生長發(fā)育誘導激活的Tos17為0.45％，苗期病原菌誘導激活的Tos17為0.15％，成株期生長發(fā)育誘導激活的Tos17為0.1％，成株期病原菌誘導激活的Tos17為0

6、.15％。表明生長發(fā)育誘導激活的逆轉座子可能與水稻白葉枯病成株抗性相關。 5.植物抗病反應最終通過防衛(wèi)基因的表達而起作用。通過RT-PCR方法檢測了防衛(wèi)基因PAL、LOX、PBZ1、PR1a及Cht1在早生愛國3號苗期、成株期接種病原菌和清水接種后不同時段的表達。結果表明，苗期PAL受病原菌誘導上調表達，而成株期病原菌和傷害均可誘導PAL上調表達，成株期誘導表達強于苗期。苗期和成株期病原菌都可誘導LOX表達，但成株期表達強于苗期

7、且更持久。PBZ1在苗期和成株期均受病原菌和傷害誘導表達，成株期表達較苗期早且更強。沒有檢測到PR1a和Cht1的表達。 6.植物中活性氧物質及一些參與氧代謝反應的酶在植物的抗病反應中發(fā)揮著巨大作用。為了研究這些物質是否在水稻白葉枯病成株抗性中發(fā)揮作用，分析了水稻白葉枯病成株抗性與過氧化氫(H2O2)含量、過氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)活性變化的關系。結果表明：接種白葉