植物诱导抗旱与抗病防卫信号通路及其调控的初步研究

论文摘要

植物抗病和抗逆防卫有时可以交叉调控,如系统性获得抗性（systemic acquired resistance,SAR）与抗盐反应两个过程,所包括的防卫反应基因有许多相似性。对植物耐旱与抗病防卫是否存在相似的调控机制,还不清楚。本研究针对这两个不同的过程,分别从信号传导和基因调控两方面初步探讨其中的机制。 HrpN诱导植物耐旱和相关基因的表达 HrpN是植物病原细菌Erwinia amylovora产生的一种蛋白,它能促进植物生长、诱导抗病性。本研究表明干旱胁迫下HrpN激活ABA信号,诱导拟南芥的耐旱能力。干旱处理后10d,喷施HrpN后2-3d即可诱导激活植株的耐旱效应。HrpN处理与EVP对照比较发现,HrpN处理的植株可使干旱症状延迟4-6d,且EVP的干旱症状较HrpN处理严重,HrpN处理与ABA处理症状相似。定量分析HrpN诱导的耐旱表型发现HrpN处理的植株生命力增强。HrpN或ABA处理的植株较EVP处理,脯氨酸（Pro）含量高,这些结果表明HrpN诱导了植株耐旱生理效应的产生。HrpN的使用,减小了膜的通透性,延迟了因缺水造成的膜破损。HrpN可以促进气孔关闭,增强植株的保水能力。HrpN和ABA处理较EVP处理内源ABA含量明显增加。几种ABA信号通路相关基因ABH1、ABI1、ABI2、ABF3、ABF4、rd29B被诱导表达。因此,HrpN启动了ABA耐旱信号通路,增强了植株的抗干旱能力。 烟草诱导防卫与生长调控相关基因cDNA片断的克隆 用TMV N14和CMV SV52分别诱导处理NC89后,通过体细胞无性系繁殖得到两个突变体:constitutive expresser of systemic acquired resistancel-1（ces1-1）和ces2-1,三者在抗病性和生长势上存在明显差异。在幼苗期ces2-1的长势最强,ces1-1的长势最弱;5-6叶期之后,NC89的长势最强,而ces2-1的长势减弱,ces1-1的长势最弱。5-6叶期接种烟草赤星病菌（Alternaria alternate）发现,ces1-1和ces2-1的抗病性较NC89明显强,且ces2-1较ces1-1要强。用差异显示PCR的方法找到了13个差异表达片段,其中R321与水稻抗稻瘟病菌相关基因有比较高的同源性,R411是烟草叶绿体基因组的一部分,R441与生长素抑制蛋白基因（APR1）在312bp的范围内同源性达88%,而R461与H2O2诱导表达的基因在130bp的范围内同源性达92%,将这四个感兴趣的基因片段克隆到沉默载体pBinPLUS-2mβ中进行筛选并为验证这几个基因的功能做准备。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 文献综述
• 第一章 脱落酸诱导的抗旱信号传导通路
• 脱落酸（ABA）累积
• ABA信号识别
• ABA信号通路中的关键调控因子
• ABA信号通路中效应基因的表达
• ABA信号通路中调控因子间的交叉
• 第二章 RNA干扰概况
• 共抑制、转录后基因沉默和RNA干扰（RNAi）的发现
• 参与RNAi的酶和蛋白
• RNAi的分子机制
• RNAi的作用特征
• RNAi的生物学功能
• RNAi的应用
• 研究报告
• 第一章 生物激发子HrpN诱导植物抗旱和相关基因的表达
• 1材料与方法
• 1 .1植物生长
• 1.2准备HrpN和对照
• 1 .3诱导干旱
• 1 .4生理学和细胞学耐旱性性状研究
• 1.5组织中脯氨酸含量测定
• 1 .6观察测定细胞膜和气孔
• 1.7内源ABA含量测定
• 1.8 基因表达分析
• 2结果
• 2.1干旱效应和HrpN诱导的耐旱性表型
• 2.2 HprN诱导的生理学耐旱性效应
• 2.3 HrpN诱导拟南芥耐旱性的细胞学效应
• 2.4HrpN处理后，ABA含量和相关基因表达的测定
• 3讨论
• 第二章 烟草诱导防卫和生长调控相关基因cDNA片断的克隆
• 1材料与方法
• 1 .1材料
• 1 .2烟草生长和抗赤星病菌检测
• 1.3 差异显示和片段克隆
• 2结果与分析
• 2.1 抗病表型差异
• 2.2长势差异
• 2.3 PAGE胶电泳
• 2.4差异片段回收再扩增和克隆
• 2.5差异片段的序列分析
• 2.6 RT-PCR验证
• 2.7基因沉默
• 3讨论
• 附录
• 附录1 差异显示PCR方法
• 附录2 病毒沉默载体pBinPLUS-2mβ的构建和使用
• 参考文献
• 完成和发表的论文
• 致谢