激素在水稻与病原菌互作中的作用机制探索及抗病相关基因OsDR10的功能分析

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ppc8xzf
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水稻是世界上最重要的粮食作物之一,在我国农业生产中占有不可动摇的地位。病害一直是影响水稻产量和品质的重要因素,传统施用农药对抗病害的方法已经日渐不能满足我国水稻生产的需求。因此,不断寻找和开发新的水稻抗病种质资源、培育更多优良的水稻抗病品种,具有十分重要的意义和广阔的应用前景。本研究从参与植物抗病反应的重要调控因子——激素入手,旨在更全面地了解水稻与病原菌互作的生理生化过程,以期得到更好的抗病思路和发现更优秀的抗病资源。另外本研究也对负调控水稻抗病反应的抗病相关基因OsDR10进行功能分析鉴定,以期能更全面地了解该基因,为合理有效地利用该基因资源打下基础。我们利用外源激素去处理水稻,检测早期对生长素响应的OsGH3基因家族成员表达量的具体变化,了解这些基因对激素的响应情况。另外我们还检测了水稻抗病材料和感病材料中该家族部分基因在接种白叶枯病菌后表达量的变化情况,结果表明OsGH3.4和OsGH3.5可能参与正向调控水稻对白叶枯病菌的抗性。将OsGH3家族其中一个基因OsGH3.9构建超量和抑制表达载体,利用农杆菌介导的遗传转化方法导入中度感病的粳稻材料中花11。通过对转基因植株的OsGH3.9表达量进行检测,证实我们确实得到了超量表达和抑制表达的植株。但我们对这些转基因植株进行白叶枯病菌接种后发现,与野生型中花11相比,转基因植株的接种白叶枯病菌后的表型与OsGH3.9的表达量并没有直接相关的共分离关系。我们使用液体培养基培养水稻白叶枯病菌和细菌性条斑病菌,抽提处于稳定期的培养液上清中的激素并进行检测,结果显示这些病原菌均能够向胞外分泌生长素、茉莉酸、脱落酸等激素。在培养基中加入L-色氨酸,能够提高白叶枯病菌菌株PXO99培养液上清中的生长素含量,说明该菌株具有依赖色氨酸的生长素合成途径。通过转化启动子连接β-葡萄糖苷酸酶报告基因的植株、以及免疫组织化学的方法,我们对OsDR10的表达模式有了一个更直观的认识。OsDR10是一个在种子发育、萌发和愈伤组织中特异性高表达的基因,实验表明,抑制其表达的转基因植株种子跟野生型相比更难以打破休眠、正常萌发。通过筛选明恢63成株期接种白叶枯病菌PXO61的cDNA酵母双杂交文库,发现OsDR10可能通过与水稻白叶枯病主效抗病基因xa5的等位基因互作来参与水稻的防卫反应。
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