轉(zhuǎn)基因小麥表達(dá)Harpin蛋白功能片段Hpa1誘導(dǎo)對(duì)麥長(zhǎng)管蚜的韌皮部防衛(wèi)反應(yīng).pdf

1、小麥作物在全世界各地廣為栽培，全球約有四十余個(gè)國(guó)家以小麥作為主要的糧食作物。隨著世界經(jīng)濟(jì)以及人口的快速增長(zhǎng)，對(duì)小麥的需求量也愈加增多，但一直以來(lái)，由于不良的環(huán)境條件以及病蟲害等各種因素嚴(yán)重影響了小麥的品質(zhì)與產(chǎn)量。其中小麥上的蚜蟲屬于小麥作物上的重要蟲害，不僅可以侵襲小麥葉片、莖稈、嫩穗等部位，影響小麥的生長(zhǎng)以及產(chǎn)量，同時(shí)還可傳播多種病毒病，對(duì)小麥造成嚴(yán)重的損失。
　　根據(jù)本實(shí)驗(yàn)室的研究發(fā)現(xiàn)，harpin蛋白可以誘導(dǎo)植物過敏性細(xì)胞死

2、亡以及對(duì)相關(guān)病蟲害的抗性，還可以增加作物的產(chǎn)量。本實(shí)驗(yàn)室前人獲得了Harpin的一個(gè)功能片段Hpal10-42，并且構(gòu)建了相關(guān)載體，獲得了轉(zhuǎn)Hpal10-42基因的小麥，本文則進(jìn)一步研究了轉(zhuǎn)Hpal10-42基因小麥對(duì)抗麥長(zhǎng)管蚜的影響以及所涉及的相關(guān)信號(hào)通路的調(diào)控機(jī)制。
　　1.轉(zhuǎn)Hpal10-42小麥對(duì)麥長(zhǎng)管蚜的韌皮部防衛(wèi)反應(yīng)
　　本實(shí)驗(yàn)中，我們獲得了六個(gè)轉(zhuǎn)Hpal10-42基因小麥株系，并對(duì)其相關(guān)的韌皮部防衛(wèi)反應(yīng)進(jìn)行了研

3、究。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，Hpal10-42在小麥植株中的表達(dá)，可以增加小麥植株對(duì)蚜蟲的趨避率以及降低蚜蟲的繁殖率。我們同時(shí)測(cè)定了編碼韌皮部凝集素基因PP2-A以及編碼葡聚糖合酶基因GSL的表達(dá)情況，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)麥長(zhǎng)管蚜取食小麥葉片時(shí)，在轉(zhuǎn)基因小麥系中PP2-A以及三個(gè)GSL(GSL2，GSL10，GSL12)基因的表達(dá)量明顯提高。我們也對(duì)麥長(zhǎng)管蚜取食活動(dòng)以及胼胝質(zhì)的沉積情況進(jìn)行了分析，在六小時(shí)的EPG監(jiān)測(cè)中，麥長(zhǎng)管蚜在轉(zhuǎn)基因小麥株系中韌皮部

4、取食時(shí)間縮短，同時(shí)胼胝質(zhì)在篩板的沉積量增加，阻止了蚜蟲的進(jìn)一步刺探與取食。當(dāng)對(duì)小麥生長(zhǎng)性狀以及麥粒特征進(jìn)行分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，Hpal10-42的表達(dá)在促進(jìn)小麥植株的生長(zhǎng)同時(shí)可以促進(jìn)植株的分蘗，增加作物的產(chǎn)量。
　　2.乙烯信號(hào)通路在轉(zhuǎn)Hpal10-42小麥對(duì)麥長(zhǎng)管蚜的韌皮部防衛(wèi)反應(yīng)中起重要作用
　　HrpNEa是一種多功能激發(fā)子，可以激活不同的信號(hào)通路，在調(diào)控植株生長(zhǎng)，抗病蟲以及抗干旱等過程中發(fā)揮著重要的作用。本次研究?jī)?nèi)容發(fā)現(xiàn)，H

5、pal10-42在小麥株系中的表達(dá)可以激活乙烯信號(hào)通路，說明了乙烯信號(hào)傳導(dǎo)因子EIN2可能參與了轉(zhuǎn)基因小麥韌皮部防衛(wèi)反應(yīng)的調(diào)控作用。通過研究發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)基因小麥株系中EIN2基因的表達(dá)量相對(duì)較高，而用乙烯抑制劑AgNO3或者1-MCP處理以后，PP2-A以及GSL10基因的表達(dá)量出現(xiàn)了明顯的下降，胼胝質(zhì)的沉積率出現(xiàn)了明顯的下降，麥長(zhǎng)管蚜在轉(zhuǎn)基因系韌皮部取食時(shí)間顯著增加，同時(shí)蚜蟲的侵襲量也有大幅度提升，這進(jìn)一步說明了乙烯信號(hào)通路參與了轉(zhuǎn)基因小