本文關鍵詞：轉OXO擬南芥抗黃萎病機理的初步研究

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【摘要】：棉花黃萎病是一種土傳真菌維管束病害,是棉花生產(chǎn)過程中最具破壞力的主要病害之一。黃萎病嚴重影響棉花的生長發(fā)育過程,可造成棉花大幅減產(chǎn)及纖維品質(zhì)下降,因此又被稱為棉花的“癌癥”。目前采用的用于防治黃萎病的方法主要有化學熏蒸、輪作等。但這些方法具有一定的局限性且只能實現(xiàn)有限的控制。因此,利用基因工程技術培育轉基因抗病棉花品種刻不容緩。鑒于此,本實驗以floral dip法轉化得到的轉草酸氧化酶(OXO)擬南芥為實驗材料,從抗氧化酶活性、H_2O_2積累量、木質(zhì)素積累量等角度探究其對黃萎病的抗性,以期為培育抗病轉基因棉花提供新思路。本研究結果如下:1、利用GUS染色及PCR手段鑒定轉基因擬南芥,得到可穩(wěn)定遺傳外源基因的轉基因植株。2、利用沾根法及活體葉片穿刺法對野生型擬南芥和轉OXO擬南芥接種大麗輪枝菌。野生型擬南芥顯示出嚴重的黃萎病病征,具體表現(xiàn)為生長緩慢,葉片枯黃現(xiàn)象嚴重。相對于野生型擬南芥,轉基因擬南芥顯示出一定的抗病性,具體表現(xiàn)為病情發(fā)展較慢,且病情指數(shù)較低。3、利用葉片穿刺法對野生型及轉OXO擬南芥接種大麗輪枝菌,48h后檢測其抗氧化酶SOD、POD、CAT及抗病相關酶PPO的活性變化。實驗表明,接種大麗輪枝菌后48h后,野生型擬南芥及轉基因擬南芥SOD酶活性都呈下降趨勢,野生型擬南芥SOD酶活性下降了46.7%,而轉基因擬南芥只下降了15.7%。野生型擬南芥接菌后CAT酶活下降了16.6%,轉基因擬南芥CAT活性與接種前無明顯差異。表明大麗輪枝菌抑制了植物體內(nèi)相關酶的活性,使植株清除活性氧的能力受到抑制,而轉基因擬南芥酶活性受抑制的程度要低于野生型擬南芥,展現(xiàn)出了一定的抗病性。轉基因擬南芥接菌48h后,POD和PPO酶活均呈上升趨勢,其上升幅度分別為42.9%、64.9%。野生型擬南芥接菌48h后POD活性幾乎不變,PPO酶活性上升幅度僅為24%。其中POD可氧化木質(zhì)素前體為木質(zhì)素殘基,在木質(zhì)素合成過程中發(fā)揮關鍵作用。推測轉基因擬南芥通過積累更高水平的木質(zhì)素抵御黃萎病。4、利用葉片穿刺法對野生型及轉OXO擬南芥接種大麗輪枝菌,48h后檢測其苯丙氨酸解氨酶基因PAL1、PAL2的表達量變化。接種大麗輪枝菌后PAL1和PAL2在野生型和轉基因擬南芥中的表達量都呈上升趨勢。轉基因擬南芥PAL1和PAL2的上升幅度高達260%和384%,遠高于野生型擬南芥的上升水平。植物PAL基因在抗逆過程中發(fā)揮重要作用,它是苯丙素循環(huán)中的第一個酶,影響木質(zhì)化過程。推測其通過激活苯丙素通路大量合成木質(zhì)素來賦予轉基因擬南芥一定的抗病性。5、本實驗通過DAB染色檢驗接種大麗輪枝菌48h后野生型擬南芥及轉基因擬南芥體內(nèi)活性氧水平的變化,實驗發(fā)現(xiàn)轉基因擬南芥可積累更多的H_2O_2。POD可以氧化木質(zhì)素單體,進而合成木質(zhì)素,這一過程需要H_2O_2的參與。6、利用灌根法對野生型擬南芥和轉OXO擬南芥接種大麗輪枝菌并在其抽薹后檢測莖基部木質(zhì)素含量。實驗發(fā)現(xiàn),接菌后,轉基因擬南芥所積累的木質(zhì)素水平遠高于野生型擬南芥。
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S435.62

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本文編號：1267658