10130.草酸氧化酶基因(oxo)遺傳轉(zhuǎn)化擬南芥及其抗病機理的初步分析

1、AdissertationsubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterExpressingageneencodingoxalateoxidaseshowsaninvolvementofantioxidantenzymesandhigheraccumulationofnonenzymaticantioxidantinArabidopsisthalianaByJieHuSupervis

2、or：ProfBaomingTian門J’UenetlCSSchoolofLifeSciencesMay2014摘要摘要草酸氧化酶(oxalateoxidase，OxO，EC1234)不僅參與植株生長發(fā)育過程，而且也在少數(shù)禾谷類植物的某些抗菌核病害過程中有重要作用。草酸氧化酶可以把草酸毒素分解為H：02和C02，從而減少它們對植物的傷害。其分解產(chǎn)物H202可能是植物應答脅迫信號通路的重要信號分子，參與調(diào)解Ca2內(nèi)流，改變細胞膜的通透性，

3、并作用于植物細胞壁的結(jié)構(gòu)蛋白，從而參與植物的防御過程。所以草酸氧化酶被廣泛地應用于植物基因工程改良，來減少其他作物的菌核病病害。菌核病害是由死體營養(yǎng)型腐生菌核盤菌(Sclerotiniasclerotiorum)引起的一種能夠危害400多種植物的病害，其中最嚴重的是十字花科作物，每年都給全世界帶來巨大的經(jīng)濟損失。但是，草酸氧化酶的作用并不僅限于抗菌核病。轉(zhuǎn)草酸氧化酶基因植物不僅能夠抗菌核病，還能夠被其他環(huán)境脅迫誘導表達，例如鹽脅迫、重金

4、屬脅迫等氧化脅迫。目前為止，普遍認為轉(zhuǎn)OxO作物的抗菌核病機理：第一、草酸氧化酶能夠分解毒素草酸：第二、草酸氧化酶產(chǎn)生的H202有重要作用；第三、草酸氧化酶還能夠被植物激素誘導表達。但是，鑒于植物在受到病原菌感染以及其他非生物脅迫時，植物的活性氧(ReactiveoxygenspeciesROS)與植物的抗逆過程的密切關(guān)系。草酸氧化酶是否能夠通過其他方式，參與了轉(zhuǎn)OxO植物的防御反應因此，考慮到在植物防御反應中植物自身存在的兩大防御系統(tǒng)

5、，包括抗氧化酶系統(tǒng)和非酶促類抗逆物質(zhì)。本研究以模式植物擬南芥為實驗對象，構(gòu)建了轉(zhuǎn)OxO基因擬南芥，探討了轉(zhuǎn)OxO擬南芥對菌核病的抗性以及在菌核病感染過程中外源草酸氧化酶的表達對植物自身的防御反應的影響。本實驗以農(nóng)桿菌介導的花器官原位轉(zhuǎn)化法，以及一系列的篩選驗證包括PPT選擇篩選、GUS組織化學染色、PCR和RTPCR驗證，轉(zhuǎn)化獲得了轉(zhuǎn)OxO擬南芥。然后，以草酸毒素法和菌核病菌絲體接種法鑒定了其對菌核病的抗性。然后分別通過酸性茚三酮法、蒽