转脂氧合酶Lox2基因水稻抗瘟性分析

论文摘要

脂氧合酶（Lipoxygenase, EC 1.13.11.12,简称LOX）是脂氧合酶途径中的关键酶之一,在植物的防卫反应过程中起重要作用。 为了研究水稻脂氧合酶在水稻抗稻瘟病过程中所起的作用,本实验室从与稻瘟菌非亲和互作的水稻（Oryza sative cv.Aichiasahi）中克隆了一种脂氧合酶基因（Lox2）,构建了其sense（2S）、antisense（2A）和hairpin（2H）结构的双元表达载体,并通过农杆菌介导法获得了转基因水稻。在此基础上,本研究对上述转Lox2基因水稻进行了转基因检测和抗瘟性分析。 Lox2基因转sense、antisense和hairpin结构共92个株系。潮霉素抗性分析表明,转基因的整合情况大多为单位点、单拷贝。三种转Lox2基因结构的T1、T2代植株抗瘟性分析结果表明:54个2S结构转基因水稻株系接种亲合性稻瘟菌007小种,T1后代有21个株系由感病变成抗病,T2后代有41个株系由感病变成抗病,其中有18个株系的T1、T2后代均由感病变成抗病:2A和2H结构转基因水稻株系接种非亲合性稻瘟菌131小种,发现30个2A结构转基因水稻株系中,T1后代有9个株系由抗病变成感病,T2后代有2个株系由抗病变成感病;8个2H结构的转基因水稻株系中,有2个株系的T1代由抗病变成感病。分别选取有表型变化的S结构9个株系、A结构7个株系做Southern杂交分析,杂交结果表明所选转基因株系均来源于不同的独立转化事件,证明水稻所表现出的抗感病表型变化与转入的基因有关。 此外,实验中发现2S-58、2S-59株系的部分植株株形出现矮化、簇状特征,喷施GA后植株增长。2H-16、2H-18株系的部分植株在生长后期叶面出现锈斑,由基因插入突变引起。 转Lox2基因三种结构的抗感病表型发生变化,证明了脂氧合酶在水稻抗稻瘟病中的作用,同时确认了脂氧合酶途径在植物防卫反应中的重要作用。这对利用Lox2基因开展广谱持久抗病育种具有指导意义。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 信号传导过程中的重要成分
• 1.1.1 水杨酸（Salicylic acid，简称SA）在植物防卫信号转导中的作用
• 1.1.2 茉莉酸（Jasmonic acid，称JA）类化合物对植物防卫基因的调控作用
• 1.1.3 蛋白磷酸化与去磷酸化对防卫相关基因的调控
• 1.1.4 离子流对植物防卫反应基因调控的影响
• 1.1.5 活性氧和NO的抗病诱导效应
• 1.2 植物防卫基因的诱导表达
• 1.2.1 植保素合成基因的诱导表达
• 1.2.2 与细胞壁修饰有关基因的诱导表达
• 1.2.3 活化防卫反应基因表达的顺式元件与转录因子
• 1.2.4 PR蛋白的诱导
• 1.3 脂氧合酶及脂氧合酶途径简介
• 1.3.1 LOX的生理学功能
• 1.3.2 LOX途径的几个分支
• 1.3.3 LOX的诱导在植物抗病性中的作用
• 1.4 本研究的立论依据及意义
• 第二章 材料和方法
• 2.1 对转Lox2基因水稻植株进行经典遗传学分析
• 2.1.1 供试水稻品种和稻瘟菌菌株
• 2.1.2 营养液、培养基和抗生素
• 2.1.3 潮霉素筛选
• 2.1.4 接种体的制备和水稻幼苗栽培和接种
• 2.2 对转Lox2基因水稻植株进行Southern杂交检测分析
• 2.2.1 供试水稻品种
• 2.2.2 缓冲液、营养液、培养基和抗生素
• 2.2.3 Southern杂交方法
• 第三章结果与分析
• 3.1 转Lox2基因水稻的抗瘟性检测
• 0、T₁代种子的潮霉素检测'>3.1.1 T₀、T₁代种子的潮霉素检测
• 1代转基因水稻的抗瘟性检测'>3.1.2 T₁代转基因水稻的抗瘟性检测
• 3.1.3 转基因水稻受体的正确性检测
• 2代转基因水稻的抗瘟性检测'>3.1.4 T₂代转基因水稻的抗瘟性检测
• 3.2 转Lox2基因水稻的Southern检测
• 3.3 田间性状调查——转基因植株突变体
• 3.3.1 植株矮小、簇状突变体
• 3.3.2 苗期叶面出现锈色扩展斑突变体
• 第四章 讨论与展望
• 参考文献
• 致谢