壳寡糖诱导植物抗病性及其诱抗机理的初步研究

论文摘要

壳寡糖是由甲壳素脱乙酰基后经过酶解而得的低聚糖,能有效的诱导植物产生抗病性,达到控制病害的目的。为了探索其诱导植物产生抗病性的机理,应用植物病理学技术、生物化学、现代分析技术和分子生物学技术对壳寡糖诱导棉花抗黄萎病和诱导烟草抗花叶病的效果及其诱抗机理进行了初步研究。得到主要结论如下:壳寡糖对棉花黄萎病、烟草花叶病毒病有诱抗效果。诱导抗病性效果与使用浓度有密切的关系,最适浓度为50μg.ml-1。在烟草和草莓细胞的细胞壁和细胞膜上有壳寡糖的结合位点。首次用激光诱导荧光细胞成像系统观察到壳寡糖分子与植物细胞的结合过程。进一步应用激光共聚焦显微镜证明这种结合是有专一性和可逆性。首次揭示了壳寡糖能够诱导烟草表皮细胞产生H2O2和NO信号分子。NO信号分子与壳寡糖诱导的植物防御反应有密切的关系,外源NO能诱导烟草抗病性,当植物体内NO被清除时,壳寡糖诱导烟草抗病性效果降低。壳寡糖引起蚕豆下表皮上的气孔关闭,关闭度与壳寡糖的浓度有密切关系。50μg.ml-1的壳寡糖处理15-30min,对蚕豆叶气孔的关闭效果最明显。蚕豆下表皮气孔的关闭可以作为激发子初筛的筛选模型。壳寡糖能激发植物抗性相关基因表达,如几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶和PAL酶基因表达量增加。棉花根几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶基因表达,以50μg.ml-1壳寡糖的效果最好。壳寡糖诱导基因表达与信号分子NO有密切关系。壳寡糖诱导棉苗木质素含量提高,50μg.ml-1壳寡糖对木质素积累效果最高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 植物诱导抗病性及其诱抗机理研究进展（文献综述）
• 1.1 引言
• 1.2 植物诱导抗病性
• 1.2.1 植物诱导抗病性简况及概念
• 1.2.2 诱导抗病性的特点
• 1.3 植物诱导抗病性的激发子
• 1.3.1 植物诱导抗病性的激发子的特点
• 1.3.2 植物诱导抗病性的激发子的种类
• 1.3.3 寡糖激发子
• 1.3.4 寡糖激发子在防治作物病害上的应用
• 1.3.5 诱导植物抗病性激发子研究和应用存在的问题和对策
• 1.4 植物诱导抗病性机理研究进展
• 1.4.1 激发子受体
• 1.4.2 信号转导
• 1.4.3 激发子诱导的植物防御反应基因表达
• 1.5 本论文选题背景、研究目的、意义和内容
• 1.6 参考文献
• 第二章 壳寡糖诱导植物抗病性研究
• 2.1 引言
• 2.2 壳寡糖诱导棉花抗黄萎病性的研究
• 2.2.1 壳寡糖诱导棉花对黄萎病抗性盆栽实验
• 2.2.1.1 材料与方法
• 2.2.1.2 实验结果
• 2.2.2 壳寡糖对棉苗根生长及根冠细胞抗毒素的作用
• 2.2.2.1 材料与方法
• 2.2.2.2 实验结果
• 2.2.3 壳寡糖对棉花黄萎病菌菌丝生长及孢子萌发的影响
• 2.2.3.1 材料与方法
• 2.2.3.2 实验结果
• 2.2.4 小结与讨论
• 2.3 壳寡糖诱导烟草抗病毒性研究
• 2.3.1 壳寡糖诱导烟草抗病毒性相对防效温室盆栽实验
• 2.3.1.1 实验材料与方法
• 2.3.1.2 试验结果
• 2.3.2 壳寡糖诱导烟草抗病毒病相对防效田间试验
• 2.3.2.1 实验材料与方法
• 2.3.2.2 试验结果
• 2.3.3 小结与讨论
• 2.4 结论
• 2.5 参考文献
• 第三章 壳寡糖在植物细胞上结合位点及结合特性的研究
• 3.1 引言
• 3.2 应用激光诱导荧光细胞成像系统研究壳寡糖在植物细胞上的结合过程
• 3.2.1 实验材料与方法
• 3.2.1.1 实验材料
• 3.2.1.2 实验仪器
• 3.2.1.3 实验方法
• 3.2.2 实验结果
• 3.2.2.1 2-AMAC 标记壳寡糖
• 3.2.2.2 标记寡糖生物活性测定
• 3.2.2.3 壳寡糖与草莓细胞结合
• 3.2.2.4 壳寡糖与草莓细胞结合过程
• 3.2.2.5 未标记寡糖对标记壳寡糖与草莓细胞结合的影响
• 3.2.2.6 壳寡糖与草莓细胞原生质体结合
• 3.2.2.7 蛋白水解酶等作用对壳寡糖结合草莓细胞的影响
• 3.2.3 小结与讨论
• 3.3 应用激光共聚焦显微技术研究壳寡糖与植物细胞的结合过程及在细胞上的结合位点
• 3.3.1 应用激光共聚焦显微技术研究壳寡糖与草莓细胞的结合
• 3.3.1.1 材料与方法
• 3.3.1.2 实验结果
• 3.3.2 应用激光共聚焦显微技术研究壳寡糖与烟草细胞的结合
• 3.3.2.1 材料与方法
• 3.3.2.2 试验结果
• 3.3.2.3 小结与讨论
• 3.4 结论
• 3.5 参考文献
• 第四章 壳寡糖诱导植物细胞H202和NO产生的研究
• 4.1 引言
• 4.2 壳寡糖对蚕豆叶表皮气孔开闭的影响
• 4.2.1 实验材料和方法
• 4.2.1.1 实验材料
• 4.2.1.2 实验方法
• 4.2.2 试验结果
• 4.2.2.1 不同浓度壳寡糖对蚕豆气孔开闭的影响
• 4.2.2.2 寡糖处理不同时间对蚕豆气孔开闭的影响
• 4.2.2.3 不同寡糖处理对气孔开闭的影响
• 2O₂、NO的清除剂和合成酶抑制剂对壳寡糖诱导气孔开闭效果的影响'>4.2.2.4 H₂O₂、NO的清除剂和合成酶抑制剂对壳寡糖诱导气孔开闭效果的影响
• 4.3 壳寡糖诱导蚕豆叶表皮细胞气孔H202的产生
• 4.3.1 试验材料与方法
• 4.3.1.1 实验材料
• 4.3.1.2 试验方法
• 4.3.2 试验结果
• 4.4 小结和讨论
• 4.5 壳寡糖诱导烟草叶表皮细胞H202的产生
• 4.5.1 试验材料和方法
• 4.5.1.1 试验材料
• 4.5.1.2 试验方法
• 4.5.2 试验结果
• 4.6 寡聚半乳糖醛酸、卡拉胶寡糖诱导烟草叶表皮细胞H202的产生
• 4.6.1 试验材料和方法
• 4.6.1.1 试验材料
• 4.6.1.2 试验方法
• 4.6.2 试验结果
• 4.7 小结与讨论
• 4.8 壳寡糖诱导植物细胞产生NO的研究
• 4.8.1 壳寡糖诱导烟草细胞产生NO
• 4.8.1.1 实验材料和方法
• 4.8.1.2 试验结果
• 4.8.2 壳寡糖诱导蚕豆细胞产生NO
• 4.8.2.1 实验材料和方法
• 4.8.2.2 实验结果
• 4.9 寡聚半乳糖醛酸、卡拉寡糖诱导烟草细胞产生NO
• 4.9.1 实验材料和方法
• 4.9.1.1 实验材料
• 4.9.1.2 试验方法
• 4.9.2 实验结果
• 4.10 小结与讨论
• 4.11 壳寡糖和NO 对烟草苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性的影响
• 4.11.1 实验材料和方法
• 4.11.1.1 实验材料
• 4.11.1.2 试验方法
• 4.11.2 实验结果
• 4.12 壳寡糖和NO诱导烟草抗TMV活性测定
• 4.12.1 实验材料和方法
• 4.12.1.1 实验材料
• 4.12.1.2 实验方法
• 4.12.2 实验结果
• 4.13 小结与讨论
• 4.14 结论
• 4.15 参考文献
• 第五章 壳寡糖对植物抗病相关酶基因表达影响
• 5.1 引言
• 5.2 壳寡糖诱导烟草抗性相关基因表达
• 5.2.1 实验材料与方法
• 5.2.1.1 实验材料
• 5.2.1.2 实验方法
• 5.2.2 实验结果
• 5.2.2.1 壳寡糖诱导烟草几丁质酶基因表达
• 5.2.2.2 壳寡糖诱导烟草β-1,3 葡聚糖酶基因表达
• 5.3 NO 诱导烟草抗性相关基因表达
• 5.3.1 实验材料与方法
• 5.3.1.1 实验材料
• 5.3.1.2 实验方法
• 5.3.2 实验结果
• 5.3.2.1 NO 对烟草几丁质酶基因表达影响
• 5.3.2.2 NO 对烟草β-1,3-葡聚糖酶基因表达影响
• 5.3.2.3 NO 对烟草苯丙氨酸解氨酶（PAL）基因表达的影响
• 5.4 壳寡糖诱导棉花抗性相关基因表达
• 5.4.1 实验材料与方法
• 5.4.1.1 实验材料
• 5.4.1.2 实验方法
• 5.4.2 实验结果
• 5.4.2.1 壳寡糖50μg.mL－1 对棉花几丁质酶、β-1, 3-葡聚糖酶基因表达的影响
• 5.4.2.2 不同浓度壳寡糖对棉花几丁质酶、β-1, 3-葡聚糖酶基因表达的影响
• 5.5 小结与讨论
• 5.6 壳寡糖对棉花细胞木质素含量的影响
• 5.6.1 实验材料和方法
• 5.6.1.1 实验材料
• 5.6.1.2 实验方法
• 5.6.2 实验结果
• 5.6.2.1 壳寡糖对棉花根PAL 酶活性影响
• 5.6.2.2 壳寡糖对棉苗细胞木质素含量影响
• 5.7 小结与讨论
• 5.8 结论
• 5.9 参考文献
• 附图
• 附图说明
• 作者简介及发表文章
• 致谢