水楊酸在小麥抵抗葉銹菌侵染中的作用初探.pdf

1、小麥葉銹菌屬于專化性非常強的活體寄生真菌，在不親和組合中寄主通過產(chǎn)生過敏性反應(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。有研究發(fā)現(xiàn)，大麥中依賴于SA的氧化信號增強機制能夠?qū)?/p>

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

3、interference，RNAi)技術沉默TaEDS1基因，研究對不親合組合寄主HR發(fā)生的影響。同時利用高效液相色譜(high performance liquid chromatography, HPLC)技術測定小麥受葉銹菌侵染過程中SA含量的變化、利用實時定量PCR(real time quantitative PCR，RT-qPCR)技術檢測SA合成途徑中的兩個關鍵基因TaICS(isochorismate synthase1

4、)及TaPAL(phenylalanine ammonia lyase)的表達趨勢。在此基礎上利用RNAi技術獲得TaICS沉默植株，初步探討SA在小麥抵抗葉銹菌侵染的防衛(wèi)反應發(fā)生中的作用。本研究對進一步探討在寄主產(chǎn)生HR過程中TaEDS1和SA之間的關系，找到小麥抗葉銹HR發(fā)生的重要組分，完善誘發(fā)機理具有重要意義。
　　本研究主要獲得以下試驗結果:
　　1、在互作早期即接種后8h，不親和組合中游離及結合態(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間點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、實時定量PCR檢測表明，在互作早期（接種后8h），不親和組合中TaICS和TaPAL基因的表達均高于0h。而親和組合中，TaICS的表達在接種后不同時間點沒有表現(xiàn)增加，TaPAL基因在接種后8h表達水平也增高，但低于不親和組合。推測TaICS基因在控制SA合成中居于主導地位。
　　3、分別構建了

6、小麥TaEDS1基因和TaICS基因的RNAi植物雙元表達載體，并利用農(nóng)桿菌介導的遺傳轉化技術將載體轉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檢測陽性植株。半定量PCR顯示該株系TaEDS1表達被沉默。
　　4、利用TaEDS1-R2 line4T1植株接種葉銹菌小種260，結果顯示沉默EDS1后可明顯減小單侵染點HR面積，吸