水楊酸在小麥抵抗葉銹菌侵染中的作用初探.pdf

1、小麥葉銹菌屬于?；苑浅?qiáng)的活體寄生真菌，在不親和組合中寄主通過產(chǎn)生過敏性反應(yīng)(hypersensitive response，HR)的方式來抵抗葉銹菌(Pucciniatriticina)的侵染。水楊酸(salicylic acid, SA)已被證實(shí)涉及并參與多種植物（如煙草、黃瓜和擬南芥）的HR和系統(tǒng)獲得抗性(systemic acquired resistance，SAR)反應(yīng)。有研究發(fā)現(xiàn)，大麥中依賴于SA的氧化信號(hào)增強(qiáng)機(jī)制能夠?qū)?/p>

2、信號(hào)傳遞到細(xì)胞核，促使感病部位產(chǎn)生HR，從而阻止致病因子的擴(kuò)散。大量研究表明，EDS1(enhanceddisease susceptibility1)不僅是基礎(chǔ)抗性的重要調(diào)控因子，也是TIR-NB-LRR類R蛋白防御體系中HR發(fā)生的關(guān)鍵元件，可促進(jìn)SA積累，增加的SA又會(huì)反饋使EDS1和PAD4(phytoalexin deficient4)上調(diào)，從而形成一個(gè)起信號(hào)放大作用的回路。本研究在實(shí)驗(yàn)室前期工作的基礎(chǔ)上，利用RNA干擾(RNA

3、interference，RNAi)技術(shù)沉默TaEDS1基因，研究對(duì)不親合組合寄主HR發(fā)生的影響。同時(shí)利用高效液相色譜(high performance liquid chromatography, HPLC)技術(shù)測(cè)定小麥?zhǔn)苋~銹菌侵染過程中SA含量的變化、利用實(shí)時(shí)定量PCR(real time quantitative PCR，RT-qPCR)技術(shù)檢測(cè)SA合成途徑中的兩個(gè)關(guān)鍵基因TaICS(isochorismate synthase1

4、)及TaPAL(phenylalanine ammonia lyase)的表達(dá)趨勢(shì)。在此基礎(chǔ)上利用RNAi技術(shù)獲得TaICS沉默植株，初步探討SA在小麥抵抗葉銹菌侵染的防衛(wèi)反應(yīng)發(fā)生中的作用。本研究對(duì)進(jìn)一步探討在寄主產(chǎn)生HR過程中TaEDS1和SA之間的關(guān)系，找到小麥抗葉銹HR發(fā)生的重要組分，完善誘發(fā)機(jī)理具有重要意義。
　　本研究主要獲得以下試驗(yàn)結(jié)果:
　　1、在互作早期即接種后8h，不親和組合中游離及結(jié)合態(tài)SA的含量比接種后

5、0h顯著增加，而模擬接種及親和組合在接種后不同時(shí)間點(diǎn)SA的含量變化并不明顯。由此初步證明SA參與小麥抵抗葉銹菌侵染的過程。
　　2、實(shí)時(shí)定量PCR檢測(cè)表明，在互作早期（接種后8h），不親和組合中TaICS和TaPAL基因的表達(dá)均高于0h。而親和組合中，TaICS的表達(dá)在接種后不同時(shí)間點(diǎn)沒有表現(xiàn)增加，TaPAL基因在接種后8h表達(dá)水平也增高，但低于不親和組合。推測(cè)TaICS基因在控制SA合成中居于主導(dǎo)地位。
　　3、分別構(gòu)建了

6、小麥TaEDS1基因和TaICS基因的RNAi植物雙元表達(dá)載體，并利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)將載體轉(zhuǎn)化到小麥愈傷組織中，最終獲得RNAiTaEDS1和RNAiTaICS的PCR陽性植株。其中TaEDS1-R2 line4獲得T1代Southern檢測(cè)陽性植株。半定量PCR顯示該株系TaEDS1表達(dá)被沉默。
　　4、利用TaEDS1-R2 line4T1植株接種葉銹菌小種260，結(jié)果顯示沉默EDS1后可明顯減小單侵染點(diǎn)HR面積，吸