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《粮食安全与植保科技创新》2009年
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植物激活蛋白PeaT1诱导烟草系统抗病性及信号传导主要途径的研究

张薇  杨秀芬  邱德文  
【摘要】:激活蛋白是一类来源于真菌,能诱导植物获得系统抗性的激发子,目前已从稻瘟菌(Piricularia oryzae)、极细链格孢(Alternaria tenuissima)和灰葡萄孢菌(Botrytiscinerea)菌丝中分离纯化了3种激活蛋白并明确了其作为蛋白激发子的功能,获得1项国家发明专利,公开和申请发明专利2项。研究证明,来源于极细链格孢的植物激活蛋白制剂具有诱导植物提高抗病性和促进植物生长的功能。作者实验室已从极细链格孢菌中克隆了植物激活蛋白基因peaT1,获得了在大肠杆菌和毕赤酵母中表达的植物激活蛋白。为了进一步明确极细链格孢植物激活蛋白诱导烟草系统抗病及其作用机制,本文在纯化了原核表达植物激活蛋白PeaT1的基础上,进行了烟草抗TMV的枯斑实验,20μg/ml植物激活蛋白PeaT1喷至5叶期枯斑三生烟3片下位叶(以清水作对照),分别于PeaT1处理后3天、5天、7天,在处理和未处理的上位叶接种TMV。3天后调查结果表明,PeaT1诱导烟草后能减少TMV枯斑数量和枯斑直径,系统诱导抗病性的枯斑抑制率达到51.24%~54.05%。在植物防御相关酶PPO、POD、PAL活性变化情况实验中,烟草处理方法同上,不同时间取未处理的一片上位叶,结果显示,PeaT1诱导后烟草叶片3种植物防御相关酶活性显著提高,在第4天时出现最高峰,且与对照的差值达到最大。利用实时荧光定量PCR Taqman探针法,证实了PeaT1诱导的防卫反应抑制了TMV繁殖及长距离移动;利用实时定量PCR相对定量方法证实了PeaT1处理烟草叶片后在未处理的上位叶片中SAR的标志基因PR1a、PR1b,水杨酸信号传导途径的关键基因NPR1以及水杨酸合成过程中的关键酶PAL的基因表达量较清水对照都有不同程度的上升,而乙烯茉莉酸信号传导途径中的标志基因PDF1.2表达量较对照并没有上升。以上结果初步证明,水杨酸信号传导途径介导了PeaT1诱导烟草系统抗病性,而乙烯茉莉酸信号传导途径未参与抗病性诱导。该研究为探讨PeaT1诱导烟草抗病的作用机制提供了理论依据,对进一步提高激发子的诱导效应、提升植物自身抗性、减少化学杀菌剂使用量等具有重要的理论指导意义。

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