论文题目: 蚜虫取食诱导小麦抗性的分子机制及对蚜虫行为的影响
论文类型: 博士论文
论文专业: 农业昆虫与害虫防治
作者: 祝传书
导师: 赵惠燕
关键词: 麦二叉蚜,诱导抗虫性,基因差异表达,平均相对生长率,刺探电位技术
文献来源: 西北农林科技大学
发表年度: 2005
论文摘要: 麦二叉蚜(Schizaphis graminum (Rondani))是小麦(Triticum aestivum (L))上重要害虫,在我国和世界上有广泛的分布,每年由于蚜虫危害所造成的损失达上亿美元。选育和种植抗虫品种是防治麦二叉蚜的理想方法,目前已有许多研究者从小麦抗蚜虫的种质资源筛选、抗性机制和小麦品种对麦蚜种群动态影响等方面进行了研究,同时对小麦抗蚜基因也作了一些探索,但对于蚜虫取食小麦诱导的分子反应机理、诱导抗性的分子机制及诱导抗性对蚜虫的生长发育和取食行为的影响,还需进一步的研究。本文利用LOX、AOS、PDF1.2、PAL1、PR-1 和BGL2 六个特异基因的差异表达对麦二叉蚜在不同时间取食不同小麦品种引起的特异分子反应、不同诱导处理引起小麦的特异分子反应、蚜虫在不同时间取食不同小麦品种引起的全部差异基因表达,以及不同诱导物诱导不同小麦品种后对麦二叉蚜生长发育和取食行为的影响进行了研究,为明确刺吸式昆虫取食植物诱导的抗性反应、植物抗虫机理、选育抗虫品种和害虫综合治理提供依据。 对不同小麦品种在麦二叉蚜取食的不同时间上引起的特异分子反应研究表明:编码脂氧合酶(LOX)和丙二烯氧化物合成酶(AOS)的两个基因在蚜虫取食后均被诱导表达且持续一段较长的时间,这说明机械损伤是小麦在蚜虫取食后的一个重要的诱导抗性反应,但不同品种的不同时间段内存在差异。PDF1.2 基因是编码小分子量抗菌蛋白的防卫素基因,其在抗蚜品种ASTRON 中持续表达,但在感蚜品种千斤早中仅在48 小时有较强的表达。编码苯丙氨酸解氨酶的PAL 基因,是合成水杨酸(SA)、类黄酮类植物毒素、木质素及其它细胞壁酚类物质的酶,在不同时间段内都无明显表达差异。酸性病菌相关蛋白1 (PR-1)和酸性质外体?-1,3–葡聚糖酶(BGL2)是水杨酸相关途径的两个病菌相关蛋白基因。酸性病菌相关蛋白1(PR-1)基因在抗蚜品种ASTRON 中,在96 小时被诱导表达,而在感蚜品种千斤早中不表达。酸性质外体?-1,3–葡聚糖酶(BGL2)基因在抗蚜品种ASTRON 中,在48 小时之后有较强的表达,而在感蚜品种千斤早中也无明显表达。不同诱导处理与蚜虫取食所诱导的特异分子反应研究表明:不同处理诱导后这6 个基因的表达存在差异。与对照相比,LOX、AOS、PDF1.2、PAL1、PR-1 和BGL2 基因在不同处理后mRNA的表达存在差异。PDF1.2 基因在蚜虫取食后mRNA的量显著增加,但BTH处理却不诱导PDF1.2 基因的表达,同时BGL2 基因在蚜虫取食和BTH处理后,mRNA的量增加,但针刺处理后BGL2 基因不表达。不同小麦品种在蚜虫不同取食时间上全部差异基因的表达分析表明:81 对选择性引物对每一个cDNA样本进行了选择性扩增,约有700 条长度约为200 bp 到1200 bp 的差
论文目录:
第一章 文献综述
1 植物与昆虫的关系研究概述
1.1 植物抗虫性定义
1.2 植物抗虫性类型
2 组成抗性
2.1 植物的物理防御机制
2.2 植物的化学防御体系
3 植物诱导抗虫性
3.1 概述
3.2 植物对咀嚼式昆虫取食的防卫和植物的受伤反应
3.3 植物对刺吸式昆虫取食的防卫反应
4 蚜虫刺吸电位技术(EPG)的研究
4.1 刺吸电位技术(EPG)的原理
4.2 EPG 波形特征及其意义
4.3 EPG 技术的应用
5 作物抗虫性在害虫综合治理中的应用
6 小麦抗蚜育种研究进展
6.1 抗蚜资源的筛选鉴定
6.2 抗蚜遗传
6.3 抗蚜基因标记研究
6.4 抗蚜基因工程
7 分离差异表达基因的cDNA-AFLP 技术
8 本研究的目的和意义
第二章 材料和方法
1 小麦品种
2 蚜虫
3 所需仪器和试剂耗材
3.1 仪器
3.2 试剂耗材
4 基因的诱导
4.1 不同取食时间的诱导抗性处理
4.2 不同诱导处理基因表达差异分析
5 基因表达分析
5.1 不同取食时间的基因表达差异分析
5.2 不同诱导处理基因表达差异分析
6 cDNA-AFLP 分析
6.1 RNA 的提取、细胞总RNA 中DNA 的去除、cDNA 第一链合成
6.2 cDNA 第二链合成
6.3 限制性内切酶消化
6.4 接头的准备
6.5 接头和双酶切产物的连接
6.6 连接产物的预扩增
6.7 选择性扩增
7 差异条带的回收
8 RT-PCR(reverse transcription-polymerase chain reaction)验证分析
9 回收条带的克隆和测序
9.1 目的片段和载体的连接
9.2 大肠杆菌感受态的制备
9.3 重组质粒转化大肠杆菌
9.4 重组质粒的鉴定
9.5 序列测定
10 平均相对生长率(MRGR)
11 刺探电位分析(EPG)
第三章 结果与分析
1 RNA 的提取
2 DNaseⅠ对总RNA 的处理
3 基因表达分析
3.2 不同诱导处理诱导基因表达的差异
3.3 全部基因差异表达的cDNA-AFLP 结果
4 不同诱导处理对麦二叉蚜生长发育的影响
4.1 不同诱导物处理之间的生态学参数分析
4.2 诱导处理不同时间生态学参数分析
4.3 诱导处理不同品种间的生态学参数分析
5 不同诱导处理下的蚜虫取食行为研究结果
第四章 结论与讨论
1 结论
1.1 基因表达分析
1.2 不同诱导处理对麦二叉蚜生长发育的影响
1.3 蚜虫取食行为 EPG 研究的结果
2 讨论
2.1 关于实验结果
2.2 关于实验方法和实验中的不足之处
2.3 进一步研究的设想
附录
附录1:部分实验用溶液的配制方法
附录2:实验中所测的7 个基因片段序列
致谢
作者简介
发布时间: 2005-12-22
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