抗壞血酸合成基因沉默對(duì)番茄高溫強(qiáng)光和病原菌Pst DC3000脅迫抗性的影響.pdf

1、植物在生長(zhǎng)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到不同程度的非生物脅迫如高溫強(qiáng)光和生物脅迫如Pst DC3000，這些逆境都影響了植物的生長(zhǎng)發(fā)育，甚至?xí)鹬参锏乃劳鲞M(jìn)而造成產(chǎn)量和品質(zhì)的下降?？箟难崾巧矬w內(nèi)一種重要的抗氧化物質(zhì)，參與植物的光合作用、抗氧化代謝和細(xì)胞分裂和膨大等眾多生理過(guò)程。因此研究抗壞血酸在參與植物的抗性中的作用及其機(jī)理無(wú)疑具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本研究以番茄(Solanum lycopersicum Mill.)為試驗(yàn)材料，利用病毒誘導(dǎo)的基因

2、沉默(VIGS)技術(shù)，針對(duì)抗壞血酸在調(diào)節(jié)植物應(yīng)對(duì)高溫強(qiáng)光脅迫下的光合響應(yīng)、抗氧化系統(tǒng)的變化以及應(yīng)對(duì)生物脅迫Pst DC3000時(shí)的抗病機(jī)理開(kāi)展了研究，進(jìn)一步闡述了抗壞血酸作為植物體內(nèi)重要的抗氧化物質(zhì)在參與抗性過(guò)程中起重要作用。主要的研究結(jié)果如下:
　　 1.利用VIGS技術(shù)構(gòu)建了抗壞血酸合成過(guò)程中三個(gè)關(guān)鍵基因的載體pTRV-GME1/2，pTRV-VTC2/5及pTRV-GLDH。研究發(fā)現(xiàn)高溫強(qiáng)光處理后抗壞血酸合成基因沉默導(dǎo)致番

3、茄植株光系統(tǒng)Ⅱ的光化學(xué)效率(ΦPS(II))以及最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)下降更為明顯，非光化學(xué)熱耗散(NPQ)和葉黃素循環(huán)都上升來(lái)消耗過(guò)多的光能，尤其是強(qiáng)光處理最為明顯，高溫強(qiáng)光的雙重脅迫對(duì)植物造成的傷害最為嚴(yán)重。這三個(gè)基因沉默植株相比較來(lái)看，VTC2/5和GLDH基因沉默植株受到由于抗壞血酸合成受到抑制后光合系統(tǒng)受到的傷害比GME1/2沉默植株要嚴(yán)重。
　　 2.研究了高溫強(qiáng)光脅迫處理下抗壞血酸沉默植株與TRV相比都表現(xiàn)出

4、較弱的抗性例如電導(dǎo)率的上升和活性氧的過(guò)量積累。活性氧的積累會(huì)啟動(dòng)植物體內(nèi)的抗氧化系統(tǒng)，沉默植株與TRV相比AsA/DHA比值比較低，但是GSH/GSSG沒(méi)有明顯的差異，抗氧化酶SOD、GR、CAT、APX、DHAR和MDAR活性都不同程度的上升來(lái)清除脅迫產(chǎn)生的活性氧。而GME1/2、VTC2/5和GLDH基因沉默植株的抗氧化系統(tǒng)沒(méi)有明顯的差異，在應(yīng)對(duì)非生物脅迫時(shí)都有類似的變化趨勢(shì)，這說(shuō)明植物的抗性體內(nèi)抗壞血酸的含量也有一定的關(guān)系。

5、>　　 3.研究表明抗壞血酸合成基因沉默植株在應(yīng)對(duì)Pst DC3000侵染時(shí)比TRV植株的菌落數(shù)量要少和死細(xì)胞的數(shù)量較少，表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗病性，其中VTC2/5基因沉默植株抗性最強(qiáng)。其主要的機(jī)理是因?yàn)閂TC2/5基因沉默植株的H2O2的提前爆發(fā)作為植物體內(nèi)的第二信使誘導(dǎo)了植物的水楊酸SA合成基因ICS的上調(diào)表達(dá)，植物體內(nèi)快速合成SA來(lái)增強(qiáng)抗病性，SA的合成也激活了SA下游的PR1基因的表達(dá)，PR1的表達(dá)又快速合成了PR蛋白來(lái)抵御病菌的侵