過表達(dá)嗜熱毛殼菌Cu-Zn-SOD基因提高轉(zhuǎn)基因水稻三種病害的抗性.pdf

1、水稻是我國最主要的糧食作物之一，由Xanthomonas oryzae pv.oryzicola(Xoc)引起的細(xì)菌性條斑病和由Xanthomonas oryzae pv.oryzae(Xoo)引起的白葉枯病是水稻上兩種最主要的細(xì)菌性病害，危害嚴(yán)重。由立枯絲核菌(Rhizoctonia solani Kühn)引起的水稻紋枯病近年來發(fā)展快速上升，發(fā)病面積有超越稻瘟病的趨勢。目前未見報道顯示有單一抗病相關(guān)基因?qū)θN病害同時存在抗性。超氧化

2、物歧化酶(Superoxide Dismutase，SOD，EC1.15.1.1)是細(xì)胞內(nèi)的重要抗氧化酶，其活性與植物的抗逆性密切相關(guān)。
　　本研究目標(biāo)為來自嗜熱毛殼菌編碼熱穩(wěn)定性SOD酶的一個基因CtCu/Zn-SOD（簡稱CtSOD，GeneBank: DQ493760.1），該基因在畢赤酵母中表達(dá)可以提高酵母的多種抗逆能力，但其在作物上幫助抵御生物脅迫的能力尚未見報道。通過構(gòu)建水稻轉(zhuǎn)基因載體，并利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化體系在

3、水稻中過量表達(dá)該基因。共獲得10株轉(zhuǎn)基因植株，PCR、GUS染色檢測表明其中有8株陽性植株。同時，對轉(zhuǎn)基因株系進(jìn)行了SOD總酶活的檢測，轉(zhuǎn)基因陽性水稻株系相比野生型植株及陰性轉(zhuǎn)基因株系酶活均有顯著水平的提高，酶活提高比率在38％到73％之間。對轉(zhuǎn)基因株系分析了對水稻白葉枯病的抗性，T0代及T1代病斑面積均顯著降低，且病斑面積的降低與SOD酶活的提高呈正相關(guān)。T1代進(jìn)一步完成了細(xì)菌生長曲線的分析，發(fā)現(xiàn)病原菌的生長在轉(zhuǎn)基因陽性植株中明顯受到

4、抑制。T0代對細(xì)菌性條斑病的接種結(jié)果顯示超量表達(dá)CtSOD的株系病斑長度與野生型中花11相比縮短了45％到60％，說明轉(zhuǎn)基因水稻均顯著增強了對細(xì)菌性條斑病的抗性。T2代對水稻紋枯病的進(jìn)行了四個株系的接種分析，結(jié)果顯示轉(zhuǎn)基因水稻同樣增強了對真菌病害紋枯病的防御能力。綜上所述，本文將外源CtCu/Zn-SOD轉(zhuǎn)入水稻中花11獲得了轉(zhuǎn)基因水稻并且得到了SOD酶活明顯提高的株系。我們還分析了轉(zhuǎn)基因株系對三種水稻重要病害的抗病性，研究結(jié)果顯示，轉(zhuǎn)