小麥抗白粉病近等基因系的差異蛋白質(zhì)組學(xué)研究.pdf

1、小麥白粉病是由白粉病菌（Blumeria graminis f.sp.tritici，Bgt）侵染引起的小麥重要真菌病害之一，它流行性強(qiáng)，危害嚴(yán)重，該病害發(fā)生流行常常造成小麥嚴(yán)重減產(chǎn)，甚至導(dǎo)致絕收。小白冬麥?zhǔn)潜苯爬系亩湹胤狡贩N，主要分布于新疆烏魯木齊、景化及瑪納斯等地，其抗白粉病能力表現(xiàn)突出，為我國特有的地方抗病品種。小白冬麥所含的抗白粉病基因xbd定位于7B染色體，并與Pm5位點(diǎn)緊密連鎖，至今保持著一定的抗白粉病能力和較低的毒性頻

2、率，對(duì)E01、E03、E05、E09、E15、E16、E18、E20、E26、E30和E31共11個(gè)小麥白粉菌菌株表現(xiàn)抗病。
　　 本研究選用兩個(gè)近等基因系作為研究材料，易感白粉病的小麥品種百農(nóng)3217，和含有抗白粉病基因xbd的百農(nóng)3217的近等基因系（xbd/百農(nóng)3217（BC7F8）、抗白粉病，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物所惠贈(zèng)）。從生理生化與蛋白質(zhì)組學(xué)角度研究?jī)蓚€(gè)小麥材料對(duì)白粉病反應(yīng)的差異，揭示（1）0-6天內(nèi)，白粉菌侵染兩個(gè)近等

3、基因系材料，對(duì)過氧化氫含量及其相關(guān)代謝酶活性的影響。（2）三葉期幼苗接種白粉菌4天后，兩個(gè)近等基因系材料的蛋白質(zhì)組學(xué)差異。力圖了解病原入侵寄主后所引起的生理變化與蛋白表達(dá)變化情況，揭示寄主小麥與病菌之間的互作機(jī)制，并獲得有價(jià)值的抗白粉病特異蛋白。
　　 獲得的主要結(jié)果如下：
　　 1.自粉菌侵染小麥0-6天，抗病品系相對(duì)于感病品系，H2O2含量顯著升高，H2O2含量對(duì)小麥抗白粉病有很重要的作用。小麥對(duì)白粉病的抗病性可能與

4、植物體內(nèi)活性氧的積累有關(guān)，H2O2含量的變化是由一些抗氧化酶系統(tǒng)共同作用的結(jié)果。
　　 2.H2O2相關(guān)代謝酶活性，在感病品系中變化較大，顯著高于抗病品系。在接種白粉病菌5d后，感病品系小麥體內(nèi)SOD、GR、GPX、APX、GST酶活性顯著升高，并顯著高于抗病小麥品系，而抗病小麥品系體內(nèi)SOD、GR、GPX、.APX、GST酶活性并沒有顯著的變化。感病品系與病菌互作后，體內(nèi)各種生理指標(biāo)都發(fā)生了很大變化，說明病菌對(duì)感病品系侵染后，

5、引起了一種應(yīng)激反應(yīng)，是對(duì)病害脅迫的一種適應(yīng)調(diào)節(jié)，且近等基因系抗病品系對(duì)白粉病菌表現(xiàn)免疫，病菌并沒有引起抗病品系體內(nèi)各種酶類的很大變化。
　　 3.優(yōu)化了小麥幼苗葉片蛋白的提取、分離和染色技術(shù)，獲得了分離清晰、蛋白點(diǎn)多的電泳膠圖。蛋白提取加入10％PVP研磨葉片，適量增加裂解液中CHAPS和硫脲的含量，并增加了超聲處理步驟；等電聚焦水化液中加入4％DTT，增加除去離子步驟，電壓至500V，延長時(shí)間至Sh，等電聚焦電壓維持8000V

6、，時(shí)間至13h； SDS凝膠電泳調(diào)整電泳緩沖液中SDS含量至0.1％和瓊脂糖固定液的濃度至0.5％。這樣，利用pH3-10，24cm膠條，經(jīng)蛋白雙向電泳，硝酸銀染色和PDQuest軟件分析，檢測(cè)到2500個(gè)蛋白質(zhì)點(diǎn)。
　　 4.經(jīng)過雙向電泳分離，在感病和抗病材料中檢測(cè)出具有顯著性差異的蛋白點(diǎn)230個(gè)，質(zhì)譜鑒定、數(shù)據(jù)庫搜索獲得19個(gè)具有明確功能的蛋白質(zhì)點(diǎn)。這些蛋白包括：抗性相關(guān)蛋白、光合和電子傳遞相關(guān)蛋白、代謝相關(guān)蛋白、其它功能蛋

7、白等?？剐韵嚓P(guān)蛋白包括系統(tǒng)獲得性抗性體系的病程相關(guān)蛋白，如β-1，3-葡聚糖苷酶（點(diǎn)2）、β-葡萄糖苷酶（點(diǎn)6）、茉莉酸誘導(dǎo)蛋白（點(diǎn)7），和SAR體系中誘導(dǎo)防衛(wèi)蛋白如氧甲基轉(zhuǎn)移酶（點(diǎn)1）、TIR-NBS-LRR類抗病相關(guān)蛋白（點(diǎn)8）；光合和電子傳遞相關(guān)蛋白有光系統(tǒng)Ⅱ蛋白（點(diǎn)15）、Rubisco活化酶（點(diǎn)11、12、13、16）、細(xì)胞色素b6（點(diǎn)4）、氧協(xié)同進(jìn)化復(fù)合體前體（點(diǎn)14）；代謝相關(guān)蛋白如蘋果酸脫氫酶（點(diǎn)19）、脂肪酶Ⅰ（點(diǎn)21