【摘要】：植物脂氧合酶(LOXs,linoleate:oxygen oxidoreducatase,EC1.13.11.12)是脂氧合素(Oxylipins)途徑中第一個(gè)關(guān)鍵合成酶,該途徑參與調(diào)節(jié)植物抵御生物或者非生物脅迫的防御反應(yīng)。水稻(Oryza sativa)是世界上重要的糧食作物,而植食性害蟲褐飛虱Nilaparvata lugens(St?l)以刺吸水稻韌皮部汁液為食,嚴(yán)重危害水稻作物的安全。本文在實(shí)驗(yàn)室前期研究工作的基礎(chǔ)上,通過反向遺傳的方法,探究脂氧合酶基因OsRCI-1對(duì)水稻生理、生化的調(diào)控作用,明確該基因在水稻生長發(fā)育、水稻-褐飛虱-稻虱纓小蜂(Anagrus nilaparvatae)三級(jí)營養(yǎng)關(guān)系中的功能和作用。結(jié)果如下:(1)水稻脂氧合酶基因OsRCI-1參與調(diào)控水稻生長發(fā)育。過量表達(dá)OsRCI-1基因水稻品系促進(jìn)水稻早期幼苗的生長發(fā)育,但不利于水稻的產(chǎn)量;與之相反,反義抑制OsRCI-1水稻抑制水稻根系的生長及植株高度,卻提高了水稻的產(chǎn)量。(2)OsRCI-1基因正調(diào)控水稻對(duì)褐飛虱的直接防御。褐飛虱取食后的過量表達(dá)OsRCI-1基因水稻內(nèi)源過氧化氫酶顯著上升。外施LOX抑制劑抑制過量OsRCI-1基因水稻LOX活性,有利于褐飛虱的取食和產(chǎn)卵行為,降低過量表達(dá)OsRCI-1水稻對(duì)褐飛虱的抗性。(3)過量表達(dá)OsRCI-1基因水稻對(duì)褐飛虱的驅(qū)避性增加與綠葉性氣味等揮發(fā)物含量增加有關(guān)。外施不同濃度茉莉酸甲酯(MeJA)、順-3-己烯醇(cis-3-hexen-1-ol)、順-3-己烯醛(cis-3-hexenal)、及其Mix混合物以及揮發(fā)物2-庚酮(2-heptanone)、2-庚醇(2-heptanol)處理水稻,其中順-3-己烯醇、Mix混合物處理增加水稻對(duì)褐飛虱雌成蟲取食和產(chǎn)卵驅(qū)避性;同時(shí)揮發(fā)物(2-庚酮、2-庚醇)處理水稻后也表現(xiàn)出對(duì)褐飛虱雌成蟲產(chǎn)卵具有驅(qū)避性。(4)OsRCI-1基因正調(diào)控水稻對(duì)褐飛虱的間接防御。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明,過量表達(dá)OsRCI-1水稻提高了稻虱纓小蜂的寄生率;外源SHAM能降低突變體水稻上褐飛虱卵的寄生率,外源cis-3-Hexenal、2-heptanone、Mix混合物處理野生型水稻能顯著增加褐飛虱卵被稻虱纓小蜂寄生率。田間試驗(yàn)表明,不同濃度單一化合物處理,僅cis-3-Hexenal、2-heptanone對(duì)寄生蜂具有極顯著的引誘作用。綜上,OsRCI-1基因在水稻抗蟲防御反應(yīng)中起重要作用,正調(diào)控水稻對(duì)褐飛虱的抗性。OsRCI-1調(diào)控的抗性增加至少與水稻綠葉性氣味等揮發(fā)物增加有關(guān)。
【學(xué)位授予單位】：浙江農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S435.112.3
【圖文】：

4圖 1.1 脂氧合酶途徑[38]Figure 1.1 The lipoxygenase pathway目前，脂肪酸經(jīng)脂氧合酶催化形成的過氧化氫衍生物（Hydroperoxides）主要由[10]環(huán)化酶（POX）途徑、丙二烯氧化物（AOS）途徑、二乙烯醚合酶（DES）途徑、氫過氧化物裂解酶（HPL）等 4 個(gè)途徑代謝。其中，丙二烯氧化物合酶（AOS）和氫過氧化物裂解酶（HPL）是最為重要的 2 個(gè)分支途徑，兩者相互競爭共同的底物，分別合成信號(hào)化合物茉莉酮酸酯和醛的產(chǎn)生[39-41]。AOS 途徑由丙二烯氧化物合成酶（AOS）將氫過氧化脂肪酸脫水形成不穩(wěn)定的丙二烯氧化物，同時(shí)將這些分子在無酶條件下水解形成α和γ-酮醇，或者在葉綠體中通過丙二烯氧化物環(huán)化酶（AOC）轉(zhuǎn)化為 OPDA[42]。隨后，轉(zhuǎn)運(yùn)到過氧化物酶體中的 OPDA 將環(huán)戊酮環(huán)還原成 OPC:8。最終，OPC:8 經(jīng)過三次的β-oxidation 循環(huán)氧化成 JA[43, 44]。AOS 途徑中經(jīng)多步轉(zhuǎn)化后所得到的產(chǎn)物為茉莉酸類，例如：茉莉酸（JA）、

根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和統(tǒng)計(jì)分析原理，利用 SPSSStatistics22 軟件完成全部實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用 Student’s t-test 或 one-way ANOVA 和 Duncan’s 多重比較。2.2 結(jié)果與分析2.2.1 過量表達(dá) OsRCI-1 水稻農(nóng)藝性狀為了進(jìn)一步了解 OsRCI-1 對(duì)水稻表型的影響，我們檢測了 OsRCI-1 過量表達(dá)品系水稻植株株高、千粒重、根長與野生型等多個(gè)農(nóng)藝性狀。結(jié)果顯示：與對(duì)照 WT 相比，F(xiàn)1、F6 無顯著差異，F(xiàn)8 千粒重減少了 8.43%（圖 2.1A）；F6、F8 根長極顯著高于野生型，分別為野生型根長的 1.10 倍、1.11 倍（圖 2.1B）；同時(shí)，F(xiàn)1 株高平均 2.30cm與野生型平均株高 2.62cm 相比較具有極顯著，F(xiàn)6、F8 平均株高分別為 2.79cm、2.71cm顯著高于 WT 水稻株高（圖 2.1C）；胚芽鞘的長度沒有顯著差異（圖 2.1D）。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 高強(qiáng);劉勇;朱先志;劉莉;王麗麗;徐蕊;王方鋒;武漢玉;張偉娜;竇素平;賀鵬霖;吳迪;;煙蚜繭蜂對(duì)煙蚜的控制作用研究[J];安徽農(nóng)學(xué)通報(bào);2015年17期

2 郝婭;婁永根;;蟲害誘導(dǎo)植物揮發(fā)物的研究進(jìn)展[J];長江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版);2013年11期

3 張金鋒,薛慶中;稻飛虱為害脅迫對(duì)水稻植株內(nèi)主要保護(hù)酶活性的影響[J];中國農(nóng)業(yè)科學(xué);2004年10期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 王寶輝;水稻抗蟲相關(guān)基因OsICS和OsHPL3的功能分析[D];浙江大學(xué);2012年

2 肖玉濤;水稻芳樟醇合成酶基因OsLIS及類受體蛋白激酶基因OsHI-LK1的抗蟲功能解析[D];浙江大學(xué);2011年

3 童曉紅;水稻SLM1(Spreading Lesion Mimic1)基因的定位克隆及其對(duì)茉莉酸合成和抗蟲性的調(diào)控[D];浙江大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前8條

1 林丹;兩種植食性害蟲對(duì)煙粉虱寄主選擇和產(chǎn)卵影響機(jī)制研究[D];浙江農(nóng)林大學(xué);2018年

2 王佳妮;OsRCI-1調(diào)控水稻對(duì)褐飛虱和白背飛虱的誘導(dǎo)抗性的分子和生化機(jī)理[D];浙江農(nóng)林大學(xué);2018年

3 曹夢(mèng)嬌;OsRCI-1調(diào)控水稻對(duì)二化螟與褐飛虱的誘導(dǎo)防御反應(yīng)[D];浙江農(nóng)林大學(xué);2015年

4 姚張良;水稻脂氧合酶基因OsRCI-1的抗蟲功能分析[D];浙江農(nóng)林大學(xué);2014年

5 黃潔雪;水稻種胚脂氧合酶基因OsLOX2的克隆與功能分析[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

6 汪鵬;調(diào)控褐飛虱及其天敵稻虱纓小蜂行為的活性化合物篩選及其田間效果的初步測定[D];浙江大學(xué);2011年

7 趙素芳;轉(zhuǎn)脂氧合酶Lox2基因水稻抗瘟性分析[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2005年

8 汪霞;茉莉酸信號(hào)傳導(dǎo)途徑在褐飛虱誘導(dǎo)的水稻防御反應(yīng)中的作用研究[D];浙江大學(xué);2004年

本文編號(hào)：2734287