油菜抗菌核病分子機制研究.pdf

1、由核盤菌(Sclertinia sclerotiorum(Lib.)de Bary)引起的菌核病是油菜的一種最主要的病害。目前高抗材料缺乏、油菜抗菌核病的分子機制尚不清楚，尚未找到關鍵的抗病基因。目前世界各國的研究者以擬南芥等模式植物為對象，已經(jīng)構建了植物病害防御反應的信號傳導網(wǎng)絡或分子機制，這個網(wǎng)絡主要由氧爆發(fā)(OB)途徑、水楊酸途徑和茉莉酸途徑所構成，其中氧爆發(fā)途徑，包括H2O2的產(chǎn)生是植物防御反應的一個早期事件。
　　 本

2、研究首先調查了病害防御反應信號傳導分子甲基茉莉酸(MeJA)和苯丙噻重氮(BTH，水楊酸類似物)和菌核病毒素草酸(OA)對油菜的誘導抗性表型及H2O2含量，然后以這些處理及菌核病接種處理為材料，構建cDNA文庫，進行較大規(guī)模的ESTs測序，并從歸并的Unique ESTs數(shù)據(jù)庫中選擇已知的病害防御反應途徑標記(marker)基因，進行表達分析，在此基礎上，以擬南芥防御信號傳導網(wǎng)絡為依據(jù)，首次推導構建了油菜對菌核病的防御反應分子網(wǎng)絡，最后

3、以產(chǎn)H2O2的草酸氧化酶和葡萄糖氧化酶轉基因為材料研究驗證了H2O2在防御反應或抗病反應中的作用。
　　 BTH、MeJA和OA誘導處理油菜的抗病調查結果顯示，在一定濃度范圍內這三種化學物質都誘導了油菜對菌核病的抗性。Trypan blue染色結果顯示，菌絲在化學物質處理葉片中的生長都受到了抑制：DAB染色結果表明，化學物質處理提高了H2O2的含量。這些結果預示著BTH、MeJA和OA能誘導油菜產(chǎn)生對菌核病的抗性，H2O2在抗病

4、反應中起著重要作用。
　　 防御信號傳導途徑中的標記基因，如PDF1.2(茉莉酸途徑中的標記基因)、PR-1(水楊酸途徑中的標記基因)、NPR1(上述途徑調控基因)、APX(與氧爆發(fā)途徑相關的基因)以及PR-5、GLU和CHI等幾個病程相關蛋白基因在化學物質及接菌處理油菜中的時序表達結果顯示，化學處理和病原接菌都能誘導這些基因的上調表達，這些基因在核盤菌接菌油菜中的表達規(guī)律與草酸處理中相似，這些結果表明油菜抗菌核病的分子機制與三

5、條防御信號傳導途徑有關，抗病反應可以通過H2O2誘發(fā)氧爆發(fā)途徑，進而激活茉莉酸途徑和水楊酸途徑來實現(xiàn)。
　　 為系統(tǒng)研究油菜抗菌核病分子機制，本研究以MeJA、BTH、OA及S.sclerotiorum誘導處理油菜為材料構建了cDNA文庫，并對文庫中9053個Unique ESTs進行分析。大量的抗病基因(R-gene)類似物、轉錄因子、蛋白激酶和細胞壁相關基因的發(fā)現(xiàn)，預示著這些基因在油菜抗菌核病反應中起著重要調控作用。找到62

6、0個防御反應相關的基因，他們可能在油菜抗菌核病反應中起著重要作用。發(fā)現(xiàn)了一些擬南芥防御反應信號傳導網(wǎng)絡中的調控基因，如EDS1、NDR1、EIN2和JAR1等，表明油菜中含有和擬南芥中相類似的信號傳導網(wǎng)絡。據(jù)防御基因的表達結果及UniqueESTs數(shù)據(jù)庫的分析推測了油菜抗菌核病的信號傳導網(wǎng)絡。
　　 為了證明H2O2在抗病反應中的作用作用，對產(chǎn)H2O2的兩種酶，草酸氧化酶(OXO)和葡萄糖氧化酶(GO)的轉基因油菜進行了抗菌核病