感染白粉病菌小麥根活性氧動態(tài)及其與系統(tǒng)性細胞程序化死亡關系研究.pdf

1、前期研究結果表明小麥(Triticum aestivum L.)葉片感染白粉病菌(Blumeriagraminis f.sp.tritici)后次生根細胞發(fā)生了系統(tǒng)性細胞程序化死亡（Systemic Programmed Cell Death,systemic PCD)且ROS(Reactive Oxygen Species,ROS)參與了此過程的發(fā)生。為進一步闡明ROS在系統(tǒng)性PCD中所起的作用,本研究以易感白粉病菌小麥品種華麥8號和

2、高抗白粉病菌品種神麥8號為實驗材料,葉片接種白粉病菌后,從外部形態(tài)和顯微結構觀察分析了葉片染病對次生根正常生長和結構的影響；利用ROS特異熒光染色和超微細胞化學定位觀察了次生根細胞內(nèi)ROS的動態(tài)變化；采用實時熒光定量PCR(q-PCR)技術檢測了次生根抗氧化酶SOD(Superoxide Dismutase,SOD)和CAT(Catalase,CAT)基因表達量的變化；另外,通過DNA瓊脂糖凝膠電泳檢測了次生根細胞系統(tǒng)性PCD的發(fā)生情況

3、。主要結果如下:
　　 1.葉片染病抑制了兩個小麥品種次生根的正常生長。染病后,兩個小麥品種次生根的數(shù)量均發(fā)生了減少,而且華麥8號次生根減少的數(shù)量大于神麥8號。華麥8號次生根大量皮層細胞皺縮變形,且呈現(xiàn)不規(guī)則排列,其中外皮層細胞變形最為嚴重；神麥8號次生根只有少量皮層細胞發(fā)生變形,并且細胞排列規(guī)則。
　　 2.染病后,兩個小麥品種次生根中柱髓細胞均發(fā)生了降解,但韌皮部細胞保持完整。華麥8號葉片染病6 d后,中柱髓細胞清晰

4、可見；染病10 d后,中柱髓細胞逐漸減少,導管間開始互相“融合”；染病12 d,中柱髓細胞基本消失；染病15 d和18 d,髓細胞完全消失,中柱中央形成了一個大空腔。神麥8號葉片染病10 d后,中柱髓細胞仍清晰可見；染病12 d后,中柱髓細胞開始減少,導管間互相融合；染病15 d后,髓細胞完全消失,中柱中央已經(jīng)形成了一個大空腔。
　　 3.葉片染病后,華麥8號次生根ROS積累一直處于較高水平,而神麥8號次生根ROS積累則處于很低

5、水平。華麥8號葉片染病6 d和10 d后,次生根內(nèi)有少量ROS出現(xiàn)；染病12 d后,皮層和中柱細胞壁上有大量ROS積累,出現(xiàn)了ROS突發(fā)；染病15 d和18 d后,上述部位的ROS逐漸減少。神麥8號葉片染病6 d和10 d后,細胞內(nèi)幾乎沒有ROS積累；染病12 d和15 d后,皮層和中柱細胞壁上有少量的ROS積累；染病18 d后,細胞內(nèi)ROS積累消失。
　　 4.葉片染病后,次生根細胞內(nèi)SOD和CAT基因表達水平發(fā)生變化并導致了

6、ROS的積累。華麥8號葉片染病后次生根SOD基因表達量除染病12 d較高外,總體維持在較低的水平；CAT基因表達量除染病12 d較低外,總體維持在較高水平。神麥8號整個染病期間SOD基因表達量總體維持在很低水平,CAT基因表達量總體維持在較高的水平。與SOD基因表達量變化相比,染病后兩小麥品種CAT基因表達量總體維持在較高水平。
　　 5.華麥8號次生根在葉片染病15 d和18 d時檢測到了明顯的DNA laddering條帶,