發(fā)布時間：2020-09-03 16:30

　　 油菜素內(nèi)酯(brassinosteroids,BRs)是一種多羥基甾醇類化合物,具有極高的生物活性是世界公認(rèn)的第六大植物激素。其參與調(diào)控植物生長發(fā)育的許多過程,同時在植物響應(yīng)生物和非生物脅迫中發(fā)揮作用。水稻(Oryza sativa)是世界上最重要的糧食作物之一,其產(chǎn)量和質(zhì)量關(guān)乎絕大部分人口的生存,而褐飛虱(Nilaparvata lugens St?l,BPH)作為水稻單食性害蟲是水稻生產(chǎn)中重要的害蟲之一。本文從一個油菜素內(nèi)酯信號通路下游的轉(zhuǎn)錄因子OsDLT(DWARF AND LOW-TILLERING)出發(fā),研究其調(diào)控的水稻抗蟲防御信號網(wǎng)絡(luò),結(jié)果如下:(1)相比于相同發(fā)育階段的野生型水稻,突變體水稻dlt對褐飛虱的取食危害具有更強的耐受性。同時,不同發(fā)育階段的野生型水稻和48日齡dlt水稻的褐飛虱選擇性實驗表明褐飛虱更喜愛危害各個發(fā)育階段的野生型水稻。(2)OsDLT基因過量表達(dá)增加了水稻對褐飛虱的敏感性,與野生型水稻相比褐飛虱雌成蟲更喜歡在過量表達(dá)OsDLT取食和產(chǎn)卵。取食過量表達(dá)OsDLT水稻的初羽化雌成蟲分泌的蜜露量顯著增加;褐飛虱若蟲發(fā)育歷期顯著縮短,F1代單雌產(chǎn)卵量和卵孵化率顯著上升。(3)與未處理9311相比,褐飛虱雌成蟲更趨向于在24-表油菜素內(nèi)酯(24-epicastasterone,ECS)處理的9311水稻上取食和產(chǎn)卵;而褐飛虱雌成蟲對未處理和ECS處理的OsDLT功能確實突變體水稻dlt之間無取食和產(chǎn)卵偏好。丙環(huán)唑(Propiconazole,PCZ)是植物BR合成抑制劑,與未處理9311相比褐飛虱雌成蟲在PCZ處理9311水稻上的取食和產(chǎn)卵量顯著減少;而與未處理的dlt突變體水稻相比,褐飛虱雌成蟲在PCZ處理的dlt水稻上的取食和產(chǎn)卵量顯著增加。與未處理的9311水稻相比,經(jīng)Bikinin處理的9311水稻對褐飛虱雌成蟲取食和產(chǎn)卵的敏感性顯著地降低;而dlt突變體,Bikinin處理增加褐飛虱雌成蟲取食和產(chǎn)卵敏感性。(4)轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析后得到7196個差異表達(dá)基因。對褐飛虱取食處理9311水稻(WB)和dlt水稻(dB)出現(xiàn)的差異表達(dá)基因進行分析,茉莉酸途徑中總共有18個基因出現(xiàn)了上調(diào),占該途徑差異表達(dá)基因的81.83%。水楊酸途徑中總共有15個基因出現(xiàn)差異表達(dá),其中11個基因出現(xiàn)上調(diào)占水楊酸途徑差異表達(dá)基因的73.33%。18個防御相關(guān)的WRKY家族占WRKY家族差異表達(dá)基因的85.71%,9個ERF家族差異表達(dá)基因全部上調(diào)。3個病程相關(guān)蛋白蛋白、5個幾丁質(zhì)酶出現(xiàn)了顯著上調(diào)。(5)通過構(gòu)建酵母雙雜交體系證明了OsDLT蛋白自身不具有自激活并篩選出3個和OsDLT蛋白具有相互作用的蛋白編碼基因。之后克隆并構(gòu)建了4個茉莉酸抑制子JAZ家族基因的激活質(zhì)粒,通過酵母雙雜交證明OsJAZ6與OsDLT蛋白可以產(chǎn)生相互作用。本文研究表明,OsDLT在褐飛虱誘導(dǎo)的防御反應(yīng)中發(fā)揮重要作用,該基因負(fù)調(diào)控水稻對褐飛虱的抗性;OsDLT可能是油菜素內(nèi)酯途徑與茉莉酸途徑互作的重要因子,在調(diào)控水稻的抗蟲防御反應(yīng)。
【學(xué)位單位】：浙江農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S435.11
【部分圖文】：

圖 2.1 不同發(fā)育階段野生型水稻和突變體水稻的褐飛虱抗性實驗（A）褐飛虱對不同發(fā)育階段水稻的選擇性；（B）不同發(fā)育階段水稻強迫致死性的抗性評級；DLT 為 48 日齡突變體水稻 dlt，9311-1、9311-2、9311-3 和 9311-4 分別為 45、48、51 和 54 日齡9311 野生型水稻；DLT-1、DLT-1、DLT-1 和 DLT-1 分別為 45、48、51 和 54 日齡突變體水稻 dlt。不同字母表示 dlt 植株和 9311 水稻之間存在顯著差異。Figure 2.1 Brown planthopper resistance test of wild type rice and mutant rice at differentdevelopmental stages(A)the selectivity of brown planthopper to rice at different developmental stages; (B)the resistancerating of rice forced to death at different developmental stages;（one-way ANOVA，Duncan’s）

51 日齡 9311 水稻的 FPLI 分別為 0.46、0.51 以及 0.65。說明接蟲 7d 后51 和 54 日齡的 9311 水稻受褐飛虱取食的損傷情況已經(jīng)顯著高于 45 和 48日齡 dl（t圖2.2B）。

OsDLT 基因調(diào)控水稻抗蟲防御信號網(wǎng)絡(luò)解析11 但沒顯著差異，雄蟲在 Z-3-B 品系水稻上平均發(fā)育歷期為 12.65d 顯著的短于秀水11 上的 12.85d（圖 2.4B）。Z-3-A、Z-3-B 品系上成蟲羽化率分別為 80%和 88.38%，其中 Z-3-B 上成蟲的孵化率顯著高于秀水 11 上的 71.67%（圖 2.4C）。F1 代雌成蟲在突變體 Z-3 上的單雌產(chǎn)卵量平均為 127 粒/株和 55.8 粒/株，其中 127.10 粒/株是野生型水稻秀水 11 上的 2.63 倍（圖 2.4D）。在突變體 Z-3-A（B）品系上的卵孵化率達(dá)到 86.3%和 94.1%顯著高于野生型水稻 XS11 的 55.53%（圖 2.4E）。

【相似文獻】

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本文編號：2811682