大豆類(lèi)病變突變體的生理及遺傳分析.pdf

1、在漫長(zhǎng)的進(jìn)化過(guò)程中,為了抵御病原菌的侵染,植物逐漸形成了一套非常復(fù)雜的防御機(jī)制,其中最為有效的是過(guò)敏性反應(yīng)(hypersensitive response,HR),即在受病原菌侵染時(shí),受侵染處及其周?chē)募?xì)胞快速凋亡,在一定區(qū)域內(nèi)形成壞死斑來(lái)抑制病原菌的進(jìn)一步擴(kuò)散,稱(chēng)為過(guò)敏性反應(yīng).
　　而在沒(méi)有病原菌侵染或明顯損傷、逆境脅迫時(shí),一些植物能自發(fā)形成壞死斑,癥狀與受病原菌侵染后形成的壞死斑非常相似,被稱(chēng)為類(lèi)病變突變體.類(lèi)病斑的形成可能是

2、由多種原因造成的,如程序性細(xì)胞死亡、植物正常代謝途徑失調(diào)如鞘脂類(lèi)物質(zhì)、葉綠素代謝失調(diào)等都可生成類(lèi)病斑.
　　另外,很大一部分類(lèi)病變突變體中類(lèi)病斑的形成與細(xì)胞中活性氧的積累有關(guān).活性氧是一類(lèi)具有較高化學(xué)活性的氧代謝物,主要有超氧陰離子(O2-)、過(guò)氧化氫(H2O2)和羥基自由基(OH-).低濃度的活性氧能引起植物的防御反應(yīng),而高濃度的活性氧則能引起植物細(xì)胞的死亡.活性氧的產(chǎn)生和清除機(jī)制形成一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò),其中非酶促抗氧化物主要有抗壞

3、血酸、谷胱甘肽、維生素E、類(lèi)黃酮類(lèi)等,而參與活性氧清除機(jī)制的酶類(lèi)主要包括超氧化物歧化酶、抗壞血酸氧化酶、過(guò)氧化物酶及過(guò)氧化氫酶等.
　　本實(shí)驗(yàn)對(duì)用γ射線(xiàn)誘變“菏豆12”獲得的一個(gè)大豆類(lèi)病變突變體進(jìn)行了生理和遺傳的初步分析,主要結(jié)果如下:
　　1該突變體在真葉展開(kāi)后開(kāi)始整株黃化,首先在真葉上出現(xiàn)黃褐色斑,并不斷擴(kuò)大最終導(dǎo)致植株死亡.突變體較野生型明顯矮小瘦弱,葉綠素含量、光合速率等均明顯低于野生型.
　　2 Trypan

4、 Blue染色結(jié)果表明病斑處細(xì)胞死亡,同時(shí)半定量RT-PCR結(jié)果表明PR1、PR4、PR10等病程相關(guān)基因在突變體中的表達(dá)量上調(diào),PR2、PR6基因表達(dá)下調(diào),另外PDF1.2基因表達(dá)下調(diào),表明突變體中系統(tǒng)獲得性免疫機(jī)制已全面啟動(dòng).
　　3在突變體中尤其是在病斑形成處,膜脂過(guò)氧化程度加重,MDA含量增加,DAB染色結(jié)果表明病斑處 H2O2沉積.測(cè)定活性氧清除酶的活性發(fā)現(xiàn),過(guò)氧化物酶、過(guò)氧化氫酶的活性均有提高,而超氧化物歧化酶活性反而

5、降低,半定量RT-PCR也發(fā)現(xiàn)CSD1、CSD2、FSD基因表達(dá)下調(diào).超氧化物歧化酶可催化O2-發(fā)生歧化反應(yīng)生成O2和H2O2,生成的H2O2可被過(guò)氧化物酶、過(guò)氧化氫酶繼續(xù)分解,因此推測(cè)突變體內(nèi)活性氧代謝失控可能是細(xì)胞死亡的原因.
　　4遺傳分析表明,大豆類(lèi)病變突變體為隱性純合突變體.用突變體與Willams82雜交獲得的F2代群體作為初定位群體,對(duì)相關(guān)基因的定位工作正在進(jìn)行中.
　　5鹵代甲烷可破壞臭氧層,在高等植物中主要