油菜內(nèi)源和外源蛋白的表達(dá)及環(huán)境因素的影響.pdf

1、植物與昆蟲的互作關(guān)系是個(gè)長期進(jìn)化的過程，蟲害給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來巨大損失。本研究以甘藍(lán)型油菜(Brassica napus)為例，研究了不同環(huán)境條件和遺傳背景下外源基因的表達(dá)與效用，同時(shí)利用蛋白質(zhì)組技術(shù)，研究了蟲害損傷模擬條件下植物可能存在的內(nèi)源抗性機(jī)制。甘藍(lán)型油菜中轉(zhuǎn)入了人工合成的Bt(Bacillus thuringiensis)殺蟲基因，能使植物產(chǎn)生抗蟲蛋白抵御蟲害。我們在湖北湖南兩個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行了大田實(shí)驗(yàn)，按植株生長發(fā)育的4個(gè)不同時(shí)期從

2、轉(zhuǎn)基因植株的葉片上采樣，研究抗蟲蛋白在植物體內(nèi)的表達(dá)動(dòng)態(tài)。植株頂部第三片展開葉的Bt毒蛋白濃度在結(jié)莢期前隨植物生長而不斷增加，而在結(jié)莢期出現(xiàn)或增或減的現(xiàn)象。采樣葉片的可溶性總蛋白濃度含量一直呈增加的趨勢，直到結(jié)莢以后出現(xiàn)含量的明顯降低。同時(shí)，收集了轉(zhuǎn)基因油菜與湘油15號在田間自然雜交形成的雜交后代種子用于栽培，用GFP儀檢測雜交后代的綠色熒光蛋白(greenfluorescent protein)，并用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(polymeras

3、e chain reaction，PCR)檢測并確認(rèn)帶有轉(zhuǎn)基因的雜交植株。為了檢測帶有轉(zhuǎn)基因的雜交后代油菜中Bt毒蛋白的殺蟲效率，用對Bt毒蛋白敏感的試蟲品系——初孵棉鈴蟲幼蟲(Helicoverpaarmigera)進(jìn)行殺蟲活性檢測實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，攜帶Bt基因的雜交湘油及其轉(zhuǎn)基因親本對試蟲的體重增長量均產(chǎn)生了負(fù)面影響，可以推斷在調(diào)查取樣的植株生長發(fā)育階段，轉(zhuǎn)基因雜交后代與其轉(zhuǎn)基因親本植株的殺蟲效率沒有顯著差異。轉(zhuǎn)基因植物及其雜交后代中

4、抗蟲蛋白的持續(xù)表達(dá)及田間帶有轉(zhuǎn)基因的自播植物的出現(xiàn)會(huì)使害蟲產(chǎn)生耐受抗性的潛在可能性增加。
　　 出相對于人為增加的抗蟲基因，植物在長期對抗昆蟲的過程中也進(jìn)化形成了自我防御機(jī)制，能夠產(chǎn)生特異的抗性蛋白來應(yīng)對昆蟲的取食。本研究用機(jī)械損傷模擬害蟲取食，對比了油菜受到物理損傷前后可溶性總蛋白的含量變化并試圖通過蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)來檢測可能發(fā)生變化的蛋白質(zhì)。Bradford定量測定發(fā)現(xiàn)，同一植株同一葉片損傷前后可溶性總蛋白含量差異顯著，損傷后