激活蛋白促進水稻生長及誘導抗性作用機理的研究.pdf

1、激活蛋白(activatorprotein)是從交鏈孢菌(Alternariaaxo)、稻瘟菌(Piriculariaoryzae)、紋枯病菌(Rhizoctoniasolani)、黃曲霉菌(Aspergillusspp)等多種病原真菌中分離的一種的具有生物活性的新型蛋白類激發(fā)子。田間試驗結果表明，激活蛋白對多種蔬菜和水果具有免疫增產的作用。本文在純化交鏈孢菌激活蛋白的基礎上，以水稻為試驗材料，對激活蛋白促進水稻幼苗生長和誘導抗病性作用

2、機理進行了系統(tǒng)研究，明確了激活蛋白與植物互作后產生有益表型的生理基礎及分子機理。 建立了交鏈孢菌胞內42kDa激活蛋白的純化方案。激活蛋白粗提液經飽和硫酸氨溶液沉淀后，過HitrapTM26/10脫鹽柱，再依次進行HitrapTMQFF陰離子交換層析和SephacrylS-100分子篩層析等純化步驟，最終經SDS-PAGE檢測得到分子量為42kDa的單一條帶。序列比對結果表明，該蛋白為一全新蛋白。 研究了激活蛋白處理對水

3、稻幼苗生長的影響，結果表明：1～6ug/mL激活蛋白對水稻幼苗株高和根長的生長均有促進作用，對根長的作用效果更顯著，激活蛋白處理后增強了水稻的根系活力和硝酸還原酶活性、提高了幼苗葉片中葉綠素、可溶性糖和可溶性蛋白的含量。就不同處理濃度而言，以2ug/mL激活蛋白的作用效果最好。激活促進水稻生長的關鍵是促進了植物根系的生長并增強了植物的光合作用。 研究了激活蛋白對水稻的誘導抗病性，結果表明：1～6ug/mL的激活蛋白均能誘導水稻產

4、生對稻瘟菌、白葉枯病菌的抗性，但6ug/mL激活蛋白的誘抗效果最好；離體抑菌實驗表明：激活蛋白本身對稻瘟菌、白葉枯病菌不具有抑菌活性；激活蛋白誘導處理后對水稻幼苗葉片中的幾種防御酶具有不同影響：激活蛋白處理后3～7d內，POD、PPO和SOD的酶活性及H2O2含量均有不同程度的增加，而CAT活性呈下降趨勢。激活蛋白誘導水稻產生的抗性與植物體內的活性氧代謝有關。 利用cDNA微陣列技術分析了水稻經激活蛋白處理后的基因表達譜，結果表

5、明：激活蛋白處理水稻后共出現了233個差異表達基因，其中140個基因上調表達，93個基因下調表達，差異表達基因的功能涉及生長發(fā)育、信號傳導、光合作用、抗病、抗逆、物質代謝等多個方面。 利用半定量RT-PCR方法對相關差異表達基因的驗證結果表明：激活蛋白能促進生長發(fā)育相關基因MADS-box、光合作用相關基因PhyB1及代謝相關基因PPDK、PDC-1和OGDE1的表達。這些基因的上調表達，在分子水平上解析激活蛋白對水稻生長的促進

6、作用提供了依據；激活蛋白處理水稻后，誘導了信號通路中關鍵調節(jié)基因NPR1和bZIP，以及防衛(wèi)反應相關基因PR1a、GST和APX的表達，水稻經激活蛋白處理啟動了SAR信號通路，從而獲得了對病原菌的廣譜抗性。 Northern雜交結果表明：激活蛋白能夠誘導茉莉酸信號傳導途徑中關鍵調節(jié)酶基因RCI-1和AOS基因的表達。激活蛋白處理水稻后啟動了茉莉酸信號傳導途徑。 基于cDNA微陣列的雜交結果，克隆了水稻中推測的硫代硫酸轉移