论文摘要
在漫长的进化过程中，为了抵御病原菌的侵染，植物逐渐形成了一套非常复杂的防御机制，其中最为有效的是过敏性反应（hypersensitive response，HR），即在受病原菌侵染时，受侵染处及其周围的细胞快速凋亡，在一定区域内形成坏死斑来抑制病原菌的进一步扩散，称为过敏性反应。而在没有病原菌侵染或明显损伤、逆境胁迫时，一些植物能自发形成坏死斑，症状与受病原菌侵染后形成的坏死斑非常相似，被称为类病变突变体。类病斑的形成可能是由多种原因造成的，如程序性细胞死亡、植物正常代谢途径失调如鞘脂类物质、叶绿素代谢失调等都可生成类病斑。另外，很大一部分类病变突变体中类病斑的形成与细胞中活性氧的积累有关。活性氧是一类具有较高化学活性的氧代谢物，主要有超氧阴离子（O2－）、过氧化氢（H2O2）和羟基自由基（OH-）。低浓度的活性氧能引起植物的防御反应，而高浓度的活性氧则能引起植物细胞的死亡。活性氧的产生和清除机制形成一个复杂的网络，其中非酶促抗氧化物主要有抗坏血酸、谷胱甘肽、维生素E、类黄酮类等，而参与活性氧清除机制的酶类主要包括超氧化物歧化酶、抗坏血酸氧化酶、过氧化物酶及过氧化氢酶等。本实验对用γ射线诱变“菏豆12”获得的一个大豆类病变突变体进行了生理和遗传的初步分析，主要结果如下：1该突变体在真叶展开后开始整株黄化，首先在真叶上出现黄褐色斑，并不断扩大最终导致植株死亡。突变体较野生型明显矮小瘦弱，叶绿素含量、光合速率等均明显低于野生型。2Trypan Blue染色结果表明病斑处细胞死亡，同时半定量RT-PCR结果表明PR1、PR4、PR10等病程相关基因在突变体中的表达量上调，PR2、PR6基因表达下调，另外PDF1.2基因表达下调，表明突变体中系统获得性免疫机制已全面启动。3在突变体中尤其是在病斑形成处，膜脂过氧化程度加重，MDA含量增加，DAB染色结果表明病斑处H2O2沉积。测定活性氧清除酶的活性发现，过氧化物酶、过氧化氢酶的活性均有提高，而超氧化物歧化酶活性反而降低，半定量RT-PCR也发现CSD1、CSD2、FSD基因表达下调。超氧化物歧化酶可催化O2－发生歧化反应生成O2和H2O2，生成的H2O2可被过氧化物酶、过氧化氢酶继续分解，因此推测突变体内活性氧代谢失控可能是细胞死亡的原因。4遗传分析表明，大豆类病变突变体为隐性纯合突变体。用突变体与Willams82杂交获得的F2代群体作为初定位群体，对相关基因的定位工作正在进行中。5卤代甲烷可破坏臭氧层，在高等植物中主要是在甲基转移酶的酶促反应下产生。用基因枪法将卤代甲烷甲基转移酶基因（AtMCT）过量表达载体转入大豆，对植物防止线虫具有一定的实践意义。