小麥赤霉病抗性的蛋白質(zhì)組學(xué)分析及相關(guān)基因的表達(dá).pdf

1、鐮刀菌(Fusarium)屬真菌大多為半活體營(yíng)養(yǎng)型病原菌，宿主較為廣泛。由Fusarium graminearum Schwabe引起的赤霉病在小麥中可以造成嚴(yán)重的產(chǎn)量和品質(zhì)的下降。此外，受侵染的籽粒含有DON等真菌毒素，人畜食用后對(duì)健康威脅很大。盡管在許多物種中都有關(guān)于對(duì)鐮刀菌病害抗性的研究，但是至今仍不十分清楚其抗病機(jī)制。
　　 ‘Meh0106’是抗赤霉病種質(zhì)望水白經(jīng)過(guò)EMS處理后，篩選到的一個(gè)純合感赤霉病突變體。本研究利

2、用蛋白質(zhì)組學(xué)的方法分析了望水白和Meh0106在赤霉菌侵染12小時(shí)后穗部蛋白表達(dá)譜的變化，鑒定到77個(gè)至少在一種材料中表達(dá)發(fā)生1.5倍變化的蛋白質(zhì)。質(zhì)譜分析和功能注釋表明其中37個(gè)蛋白點(diǎn)的蛋白與防衛(wèi)反應(yīng)相關(guān)。這些蛋白參與茉莉酸/乙烯合成，活性氧的產(chǎn)生和清除，抗菌化合物合成，脫毒及細(xì)胞壁修飾等。
　　 為了探索SA和JA響應(yīng)在小麥赤霉病抗性中的作用，本研究通過(guò)定量RT-PCR方法，分析了SA和JA響應(yīng)標(biāo)記基因在SA及JA處理后在小

3、麥中的表達(dá)譜。在小麥中SA特異誘導(dǎo)Glu2和PR2基因的表達(dá)；JA特異誘導(dǎo)PR3和LOX2基因的表達(dá)；Lipase及PR1.1同時(shí)受到SA和JA的誘導(dǎo)，但對(duì)于JA的響應(yīng)相比SA更敏感一些。在小麥中SA與JA途徑也存在類(lèi)似于雙子葉植物擬南芥中的協(xié)同或拮抗關(guān)系，兩者的相對(duì)濃度決定它們之間的相互作用關(guān)系，進(jìn)而影響防衛(wèi)基因的表達(dá)。
　　 在鑒定到的9個(gè)在望水白中特異上調(diào)表達(dá)的蛋白質(zhì)中，有4個(gè)參與茉莉酸/乙烯合成，表明茉莉酸/乙烯可能在小

4、麥對(duì)赤霉病的抗性中發(fā)揮了一定的作用。為了進(jìn)一步確定這些代謝及調(diào)控途徑與赤霉病抗性的關(guān)系以及它們?cè)陧憫?yīng)赤霉菌侵染中的作用，我們檢測(cè)了一些能代表這些途徑的基因在望水白及Meh0106中的時(shí)程表達(dá)差異。結(jié)果發(fā)現(xiàn)小麥在響應(yīng)赤霉菌侵染的早期抗病反應(yīng)中，SA和JA/ET途徑均被激活，并通過(guò)雙相策略相互協(xié)調(diào)。SA途徑在侵染后6小時(shí)內(nèi)激活，隨后JA介導(dǎo)的防衛(wèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑在侵染后12小時(shí)激活。ET途徑在這兩個(gè)階段之間被激活，可能有助于削弱SA途徑對(duì)JA途

5、徑的拮抗作用。活性氧在這兩個(gè)階段分別通過(guò)不同的途徑誘導(dǎo)合成。在感病突變體中SA途徑的延遲激活可能引發(fā)SA對(duì)JA途徑的拮抗作用，導(dǎo)致感病。
　　 TaEnolase和TaDDI是兩個(gè)赤霉菌響應(yīng)的基因。我們分別從小麥和擬南芥中克隆了它們的全長(zhǎng)cDNA；比較了它們?cè)诓煌参镂锓N中的同源性，發(fā)現(xiàn)這兩種蛋白在不同物種中的保守性都很高。TaEnolase和TaDDI主要在根和幼穗中表達(dá)。ABA，SA, PEG和NaC1處理能誘導(dǎo)幼葉中TaE