白菜對(duì)毒死蜱的生理和分子響應(yīng)及緩解機(jī)制.pdf

1、白菜是人們生活中不可缺少的一種重要蔬菜，味道鮮美可口，營養(yǎng)豐富，素有“菜中之王”的美稱，為廣大群眾所喜愛。白菜的栽培面積和消費(fèi)量在中國居各類蔬菜之首。對(duì)葉菜類蔬菜栽培而言，病蟲害是影響產(chǎn)量和品質(zhì)的最主要的生物環(huán)境因素。但是過量農(nóng)藥使用引起的農(nóng)殘超標(biāo)已經(jīng)對(duì)食品安全和人類健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此，研究作物對(duì)農(nóng)藥的響應(yīng)機(jī)制，探索葉菜類蔬菜的抗性、產(chǎn)量及品質(zhì)安全調(diào)控的新途徑對(duì)于建立可持續(xù)農(nóng)業(yè)具有重大意義。本文以白菜(Brassicacampetr

2、is L.ssp.pekinensis)試驗(yàn)材料。初步探索白菜對(duì)殺蟲劑毒死蜱的生理和分子響應(yīng)機(jī)制，結(jié)合消減抑制雜交文庫技術(shù)，篩選由毒死蜱(CPF)介導(dǎo)的白菜的相關(guān)響應(yīng)基因。研究了H2O2、BR緩解CPF毒害與農(nóng)藥殘留的關(guān)系。通過分析農(nóng)藥代謝相關(guān)的酶活力和基因表達(dá)，明確H2O2、BR促進(jìn)農(nóng)藥代謝和緩解農(nóng)藥毒害的機(jī)理。所得主要結(jié)果如下：
　　 1.通過光合、熒光參數(shù)的測(cè)定，抗氧化系統(tǒng)的分析和相關(guān)基因表達(dá)初步探索研究了白菜對(duì)毒死蜱生理

3、和分子響應(yīng)機(jī)制。結(jié)果顯示，有機(jī)磷農(nóng)藥能夠明顯降低白菜的凈光合速率(PN)和PSII光化學(xué)效率(φPSII)。并且在自然生長條件下，植物降解農(nóng)藥的能力很有限。低濃度CPF處理就顯著提高白菜抗氧化酶活力；當(dāng)濃度達(dá)到3.4mM處理后僅3h就誘導(dǎo)了基因GST較對(duì)照19.20倍的高表達(dá)，12h達(dá)到23.07倍；處理一天后，解毒相關(guān)酶谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶(GST)和谷胱甘肽還原酶(GR)的活力分別提高了27.4％和31.4％。噴施CPF后白菜受到氧化

4、脅迫，啟動(dòng)了抗氧化系統(tǒng)的ROS清除機(jī)制，誘導(dǎo)解毒相關(guān)酶活力和基因表達(dá)。
　　 2.結(jié)合消減抑制雜交文庫技術(shù)，篩選由CPF介導(dǎo)的白菜的響應(yīng)基因。以3.4mM CPF處理后一天的白菜cDNA作為tester，清水處理的為driver，構(gòu)建CPF處理后表達(dá)上調(diào)的基因文庫。又以清水處理的cDNA為tester，而3.4mMCPF處理后一天為driver構(gòu)建CPF處理后表達(dá)下調(diào)的基因文庫。進(jìn)而研究CPF影響白菜生理生化的分子調(diào)控機(jī)制。總得

5、到180個(gè)已知功能的基因經(jīng)過GOterms功能分類之后，分為以下8類：光合作用(18.2％)；光呼吸(7.3％)；脅迫響應(yīng)(16.1％)；延伸因子，轉(zhuǎn)錄分子及其相關(guān)(7.8％)；代謝(21.9％)；蛋白的合成與水解(7.3％)；物質(zhì)運(yùn)輸(8.3％)以及其它(6.8％)。表明CPF誘導(dǎo)了白菜生理生化多個(gè)過程的調(diào)控，其中對(duì)代謝作用的影響最大，對(duì)逆境脅迫的響應(yīng)最為主要。植物體內(nèi)農(nóng)藥代謝相關(guān)基因在SSH文庫中的出現(xiàn)，表明植物體對(duì)于外來異物確實(shí)存

6、在一定的主動(dòng)防御措施。
　　 3.研究了H2O2、BR緩解CPF毒害與農(nóng)藥殘留的關(guān)系，通過分析農(nóng)藥代謝相關(guān)的酶活力和基因表達(dá)，明確H2O2、BR促進(jìn)農(nóng)藥代謝和緩解農(nóng)藥毒害的機(jī)理。預(yù)處理H2O2、24-表油菜素內(nèi)酯(EBR)均能夠加速CPF在白菜體內(nèi)的代謝從而降低農(nóng)藥殘留，而0.2μM濃度的EBR對(duì)CPF的降解提高了自然條件下的60％。H2O2、EBR預(yù)處理顯著緩解CPF對(duì)光合作用的抑制，而這種作用與其降低CPF殘留有關(guān)。同時(shí)結(jié)果