利用植物抗體中和真菌毒素DON及提高赤霉病抗性的研究.pdf

1、小麥赤霉病是影響我國南方麥區(qū)、東北麥區(qū)以及黃淮流域麥區(qū)的重要真菌病害，主要是由禾谷鐮刀菌Fusarium graminearum引起的。赤霉病菌引起小麥的穗腐，不但使小麥產(chǎn)量降低、品質(zhì)變劣，而且病麥粒中含有鐮刀菌代謝產(chǎn)生的真菌毒素，如脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(Deoxynivalenol，DON)，食用污染毒素的病麥及其制成品后會引起人畜嘔吐、中毒甚至致癌。因此，中和DON毒素的研究成為控制其毒性和減輕赤霉病對植物為害的重要研究方向。近十多年

2、來，植物抗體研究取得了巨大進(jìn)展。Hiatt等首次證明在植物體內(nèi)可以表達(dá)和裝配抗體蛋白以來，已有很多在這方面的研究。隨著抗體技術(shù)的發(fā)展，己報道在多種植物中表達(dá)了單鏈抗體，且可以減輕植物病害。本研究以中和DON的毒性，減輕小麥赤霉病的發(fā)生為目標(biāo)，探索出一條中和毒素之毒性、提高植物抗病性的新途徑。本研究將抗脫氧雪腐鐮刀菌烯醇的單鏈抗體(DONscFv)基因?qū)霟煵?，獲得高效表達(dá)植物抗體的轉(zhuǎn)基因煙草，并研究了表達(dá)單鏈抗體的轉(zhuǎn)基因煙草中和毒素DO

3、N的作用，結(jié)果表明與野生型相比，轉(zhuǎn)基因煙草的種子在含毒素(8 μM/L)的培養(yǎng)基中萌發(fā)時，能表現(xiàn)出更耐毒素的毒性。 此外，本研究構(gòu)建了DONscFv基因的小麥表達(dá)載體，以培養(yǎng)4天的幼胚愈傷組織為材料，用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法轉(zhuǎn)化小麥，經(jīng)PCR和ELIsA證實獲得了高效表達(dá)DONscFv的4株轉(zhuǎn)基因小麥，對T<,1>代轉(zhuǎn)基因小麥進(jìn)行赤霉病抗性鑒定，接種8天后觀察發(fā)病情況，野生型對照植株在接種的中部發(fā)病嚴(yán)重，并長滿了菌絲，然而32株T<,1>

4、代轉(zhuǎn)基因植株中25株的穗子中部均表現(xiàn)出較輕的發(fā)病癥狀。但是，隨著時間的推移，接種10天后轉(zhuǎn)基因小麥也表現(xiàn)出了比較明顯的發(fā)病癥狀。這表明轉(zhuǎn)DONscFv基因小麥只是在一定程度上延遲了發(fā)病癥狀的出現(xiàn)。DONScFv起到中和毒素DON的作用，由于病菌代謝產(chǎn)生毒素的含量降低，影響了病原菌在組織中的定殖時間和其在組織中的擴展，所以在一定程度上延遲并減輕了病害癥狀。 迄今為止，對小麥成熟胚再生體系的研究很少報道。本研究以晉麥2148成熟胚為