小麥赤霉病抗性的蛋白質(zhì)組學分析及相關(guān)基因的表達.pdf

1、鐮刀菌(Fusarium)屬真菌大多為半活體營養(yǎng)型病原菌，宿主較為廣泛。由Fusarium graminearum Schwabe引起的赤霉病在小麥中可以造成嚴重的產(chǎn)量和品質(zhì)的下降。此外，受侵染的籽粒含有DON等真菌毒素，人畜食用后對健康威脅很大。盡管在許多物種中都有關(guān)于對鐮刀菌病害抗性的研究，但是至今仍不十分清楚其抗病機制。
　　 ‘Meh0106’是抗赤霉病種質(zhì)望水白經(jīng)過EMS處理后，篩選到的一個純合感赤霉病突變體。本研究利

2、用蛋白質(zhì)組學的方法分析了望水白和Meh0106在赤霉菌侵染12小時后穗部蛋白表達譜的變化，鑒定到77個至少在一種材料中表達發(fā)生1.5倍變化的蛋白質(zhì)。質(zhì)譜分析和功能注釋表明其中37個蛋白點的蛋白與防衛(wèi)反應(yīng)相關(guān)。這些蛋白參與茉莉酸/乙烯合成，活性氧的產(chǎn)生和清除，抗菌化合物合成，脫毒及細胞壁修飾等。
　　 為了探索SA和JA響應(yīng)在小麥赤霉病抗性中的作用，本研究通過定量RT-PCR方法，分析了SA和JA響應(yīng)標記基因在SA及JA處理后在小

3、麥中的表達譜。在小麥中SA特異誘導Glu2和PR2基因的表達；JA特異誘導PR3和LOX2基因的表達；Lipase及PR1.1同時受到SA和JA的誘導，但對于JA的響應(yīng)相比SA更敏感一些。在小麥中SA與JA途徑也存在類似于雙子葉植物擬南芥中的協(xié)同或拮抗關(guān)系，兩者的相對濃度決定它們之間的相互作用關(guān)系，進而影響防衛(wèi)基因的表達。
　　 在鑒定到的9個在望水白中特異上調(diào)表達的蛋白質(zhì)中，有4個參與茉莉酸/乙烯合成，表明茉莉酸/乙烯可能在小

4、麥對赤霉病的抗性中發(fā)揮了一定的作用。為了進一步確定這些代謝及調(diào)控途徑與赤霉病抗性的關(guān)系以及它們在響應(yīng)赤霉菌侵染中的作用，我們檢測了一些能代表這些途徑的基因在望水白及Meh0106中的時程表達差異。結(jié)果發(fā)現(xiàn)小麥在響應(yīng)赤霉菌侵染的早期抗病反應(yīng)中，SA和JA/ET途徑均被激活，并通過雙相策略相互協(xié)調(diào)。SA途徑在侵染后6小時內(nèi)激活，隨后JA介導的防衛(wèi)信號轉(zhuǎn)導途徑在侵染后12小時激活。ET途徑在這兩個階段之間被激活，可能有助于削弱SA途徑對JA途

5、徑的拮抗作用?；钚匝踉谶@兩個階段分別通過不同的途徑誘導合成。在感病突變體中SA途徑的延遲激活可能引發(fā)SA對JA途徑的拮抗作用，導致感病。
　　 TaEnolase和TaDDI是兩個赤霉菌響應(yīng)的基因。我們分別從小麥和擬南芥中克隆了它們的全長cDNA；比較了它們在不同植物物種中的同源性，發(fā)現(xiàn)這兩種蛋白在不同物種中的保守性都很高。TaEnolase和TaDDI主要在根和幼穗中表達。ABA，SA, PEG和NaC1處理能誘導幼葉中TaE