小麥抗白粉病近等基因系的差異蛋白質組學研究.pdf

1、小麥白粉病是由白粉病菌（Blumeria graminis f.sp.tritici，Bgt）侵染引起的小麥重要真菌病害之一，它流行性強，危害嚴重，該病害發(fā)生流行常常造成小麥嚴重減產，甚至導致絕收。小白冬麥是北疆古老的冬麥地方品種，主要分布于新疆烏魯木齊、景化及瑪納斯等地，其抗白粉病能力表現突出，為我國特有的地方抗病品種。小白冬麥所含的抗白粉病基因xbd定位于7B染色體，并與Pm5位點緊密連鎖，至今保持著一定的抗白粉病能力和較低的毒性頻

2、率，對E01、E03、E05、E09、E15、E16、E18、E20、E26、E30和E31共11個小麥白粉菌菌株表現抗病。
　　 本研究選用兩個近等基因系作為研究材料，易感白粉病的小麥品種百農3217，和含有抗白粉病基因xbd的百農3217的近等基因系（xbd/百農3217（BC7F8）、抗白粉病，中國農業(yè)科學院作物所惠贈）。從生理生化與蛋白質組學角度研究兩個小麥材料對白粉病反應的差異，揭示（1）0-6天內，白粉菌侵染兩個近等

3、基因系材料，對過氧化氫含量及其相關代謝酶活性的影響。（2）三葉期幼苗接種白粉菌4天后，兩個近等基因系材料的蛋白質組學差異。力圖了解病原入侵寄主后所引起的生理變化與蛋白表達變化情況，揭示寄主小麥與病菌之間的互作機制，并獲得有價值的抗白粉病特異蛋白。
　　 獲得的主要結果如下：
　　 1.自粉菌侵染小麥0-6天，抗病品系相對于感病品系，H2O2含量顯著升高，H2O2含量對小麥抗白粉病有很重要的作用。小麥對白粉病的抗病性可能與

4、植物體內活性氧的積累有關，H2O2含量的變化是由一些抗氧化酶系統(tǒng)共同作用的結果。
　　 2.H2O2相關代謝酶活性，在感病品系中變化較大，顯著高于抗病品系。在接種白粉病菌5d后，感病品系小麥體內SOD、GR、GPX、APX、GST酶活性顯著升高，并顯著高于抗病小麥品系，而抗病小麥品系體內SOD、GR、GPX、.APX、GST酶活性并沒有顯著的變化。感病品系與病菌互作后，體內各種生理指標都發(fā)生了很大變化，說明病菌對感病品系侵染后，

5、引起了一種應激反應，是對病害脅迫的一種適應調節(jié)，且近等基因系抗病品系對白粉病菌表現免疫，病菌并沒有引起抗病品系體內各種酶類的很大變化。
　　 3.優(yōu)化了小麥幼苗葉片蛋白的提取、分離和染色技術，獲得了分離清晰、蛋白點多的電泳膠圖。蛋白提取加入10％PVP研磨葉片，適量增加裂解液中CHAPS和硫脲的含量，并增加了超聲處理步驟；等電聚焦水化液中加入4％DTT，增加除去離子步驟，電壓至500V，延長時間至Sh，等電聚焦電壓維持8000V

6、，時間至13h； SDS凝膠電泳調整電泳緩沖液中SDS含量至0.1％和瓊脂糖固定液的濃度至0.5％。這樣，利用pH3-10，24cm膠條，經蛋白雙向電泳，硝酸銀染色和PDQuest軟件分析，檢測到2500個蛋白質點。
　　 4.經過雙向電泳分離，在感病和抗病材料中檢測出具有顯著性差異的蛋白點230個，質譜鑒定、數據庫搜索獲得19個具有明確功能的蛋白質點。這些蛋白包括：抗性相關蛋白、光合和電子傳遞相關蛋白、代謝相關蛋白、其它功能蛋

7、白等?？剐韵嚓P蛋白包括系統(tǒng)獲得性抗性體系的病程相關蛋白，如β-1，3-葡聚糖苷酶（點2）、β-葡萄糖苷酶（點6）、茉莉酸誘導蛋白（點7），和SAR體系中誘導防衛(wèi)蛋白如氧甲基轉移酶（點1）、TIR-NBS-LRR類抗病相關蛋白（點8）；光合和電子傳遞相關蛋白有光系統(tǒng)Ⅱ蛋白（點15）、Rubisco活化酶（點11、12、13、16）、細胞色素b6（點4）、氧協(xié)同進化復合體前體（點14）；代謝相關蛋白如蘋果酸脫氫酶（點19）、脂肪酶Ⅰ（點21