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不同害虫胁迫下水稻防御化合物比较及相关基因OPR1、PLD3反义抑制水稻品系的建立

作　者: 吕延华
导　师: 娄永根
学　校: 浙江大学
专　业: 农业昆虫与害虫防治
关键词: 褐飞虱 二化螟 稻纵卷叶螟 防御化合物 信号途径 茉莉酸 水杨酸 乙烯 过氧化氢 OPR1基因 PLD3基因
分类号: S435.112
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


先前研究结果表明，不同取食习性害虫，褐飞虱、稻纵卷叶螟与二化螟为害所激活的水稻信号分子存在明显差异；同时，还发现二化螟为害能明显上调水稻OPR1、PLD3基因的表达水平。为此，本文主要回绕上述两方面内容，分别就不同取食习性害虫与不同信号分子处理所诱导的水稻防御化合物的比较以及反义抑制OPR1、PLD3基因水稻品系的建立展开研究，以期阐明不同取食习性害虫所诱导的防御化合物的异同及其与它们各自所激活的信号途径的关系，并同时为解析OPR1、PLD3基因在水稻诱导防御反应中的作用打下基础。主要结果如下：1)在总的三种害虫取食苗中，共发现有13种化合物，包括momilactone A，momilactoneB和11种未知化合物含量比在相应的对照中显著上升，但在不同取食习性害虫褐飞虱、稻纵卷叶螟与二化螟间，这种诱导作用存在明显差异。两种二萜类化合物momilactone A和momilactone B，只在二化螟为害时含量才明显上升，而在褐飞虱或稻纵卷叶螟为害时，含量均不发生明显变化。在其它未知化合物中，褐飞虱为害能导致水稻茎秆中5种化合物含量显著上升，但对水稻叶片中没有明显影响；二化螟为害时，水稻茎中7种和叶中5种化合物含量显著上升；稻纵卷叶螟为害能引起水稻茎中3种和叶中5种化合物含量上升。在这些化合物中，三种害虫均能诱导含量增加的只有一种化合物；褐飞虱、二化螟能共同诱导上升的4种；褐飞虱与稻纵卷叶螟共同诱导上升的2种；二化螟与稻纵卷叶螟共同诱导的3种。以此13种化合物为参照标准，比较了四种信号分子处理后水稻防御化合物的变化。结果表明，在害虫诱导的13种化合物中，只有6种在各类信号分子处理后含量上升，其中茉莉酸、水杨酸和乙烯处理各导致水稻叶片或茎秆中4种化合物含量上升，过氧化氢处理导致5种化合物含量上升；同时，没有一种害虫所诱导的防御化合物指纹图能以一种信号分子所处理的结果可以说明。因此，褐飞虱、稻纵卷叶螟与二化螟所诱导的防御反应可能是多种信号分子联合作用的结果。2)根据已报道的水稻OPR1和PLD3基因的序列设计引物，克隆了OPR1和PLD3基因片段。以pCambia 1301质粒为载体，构建了OPR1与PLD3基因的反义表达载体。通过农杆菌转化系统，获得了反义抑制OPR1或PLD3基因的水稻品系，为进一步深入研究OPR1与PLD3基因在水稻诱导防御反应中的作用打下了基础。

全文目录


中文摘要  8-10
Abstract  10-12
第一章 文献综述及研究目的与意义  12-27
  1.1 植物诱导防御反应相关的主要信号转导途径  12-19
    1.1.1 茉莉酸(jasmonic acid,JA)信号途径  13-15
    1.1.2 水杨酸(salicylic acid,SA)信号途径  15-16
      1.1.2.1 水杨酸信号途径在抗虫防御中的作用  15
      1.1.2.2 水杨酸信号途径在抗病防御中的作用  15-16
    1.1.3 乙烯(ethylene,ET)信号途径  16-18
      1.1.3.1 乙烯的合成  16-17
      1.1.3.2 乙烯信号途径在植物抗病虫防御反应中的作用  17-18
    1.1.4 过氧化氢(hydrogen peroxide,H_2O_2)信号途径  18-19
    1.1.5 信号转导途径之间的互作  19
  1.2 植物诱导防御反应与植食性害虫取食习性的关系  19-20
  1.3 植物基因OPR及PLD的生物学功能  20-25
    1.3.1 OPR基因的生物学功能  20-23
      1.3.1.1 OPR基因的来源  20-21
      1.3.1.2 OPRs分类  21-23
      1.3.1.3 OPRs的生物学功能  23
    1.3.2 PLD基因的生物学功能  23-25
      1.3.2.1 PLD催化的磷脂代谢途径  24
      1.3.2.2 PLD与植物伤害反应  24
      1.3.2.3 PLD与ET途径  24-25
      1.3.2.4 PLD与植物病原互作  25
  1.4 本研究的目的与意义  25-27
第二章 不同害虫胁迫与不同信号分子处理后水稻防御化合物的比较  27-46
  2.1 材料与方法  27-30
    2.1.1 水稻品种  27-28
    2.1.2 供试昆虫  28
    2.1.3 试剂  28
    2.1.4 水稻的处理  28-29
    2.1.5 不同取食习性害虫胁迫下水稻防御化合物的比较  29
    2.1.6 不同信号分子处理后水稻防御化合物的比较  29-30
    2.1.7 防御化合物的分析  30
    2.1.8 数据分析  30
  2.2 结果与分析  30-33
    2.2.1 不同取食习性害虫胁迫下水稻防御化合物的比较  30-31
    2.2.2 不同信号分子处理后水稻防御化合物的比较  31-33
  2.3 讨论  33-46
第三章 反义抑制OPR1,PLD3基因水稻品系的建立  46-58
  3.1 材料与方法  46-53
    3.1.1 供试水稻  46
    3.1.2 供试菌株  46
    3.1.3 植物表达载体质粒  46-47
    3.1.4 常用化学试剂及仪器  47
    3.1.5 常用抗生素及培养基配方  47
    3.1.6 OPR1、PLD3基因的克隆  47-49
    3.1.7 反义抑制OPR1和PLD3基因的水稻品系构建  49-53
      3.1.7.1 反义载体的构建  49-50
      3.1.7.2 农杆菌感受态细胞的制备与转化  50-51
      3.1.7.3 遗传转化  51-53
  3.2 结果与分析  53-58
    3.3.1 水稻总RNA提取结果  53
    3.3.2 OPR1、PLD3基因的克隆  53-55
    3.3.3 反义表达载体的构建  55-56
    3.3.4 反义抑制OPR1和PLD3基因水稻品系的获得  56-58
第四章 总讨论  58-60
  本研究的创新点与今后的努力方向  58-60
参考文献  60-66
附录A  66-67
附录B  67-70
附录C  70-73

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中图分类: > 农业科学 > 植物保护 > 病虫害及其防治 > 农作物病虫害及其防治 > 禾谷类作物病虫害 > 稻病虫害 > 虫害
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