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不同水稻品种对灰飞虱抗性机理的初步研究

作　者: 彭高松
导　师: 王林嵩
学　校: 河南师范大学
专　业: 生物化学与分子生物学
关键词: 灰飞虱水稻品种生理反应超微结构 DAB染色实时荧光定量PCR
分类号: S511
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

灰飞虱(Laodelphax striatellus)属同翅目(Homoptaxa),飞虱科(Dalphacide),是水稻生产上的一种重要害虫。灰飞虱不仅能传播水稻条纹叶枯病和黑条矮缩病等严重病毒病,引发水稻条纹叶枯病等危害,还会直接刺吸水稻汁液造成危害。为探明灰飞虱对水稻秧苗的为害机制,本实验从多个方面做了研究,主要研究结果如下：1研究了抗虫品种ASD7和感虫品种Kittake在不同为害天数(3d、6d)下,生理生化指标的差异：灰飞虱为害后抗感水稻品种植株中叶绿素含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量均呈下降趋势。且Kittake中叶绿素、可溶性糖和蛋白的含量和对照相比都存在显著性差异,降幅分别达到45.76%、43.25%和32.48%。灰飞虱为害后抗感水稻品种植株中游离脯氨酸含量和丙二醛含量均呈上升趋势。ASD7中游离脯氨酸含量和对照相比存在显著性差异,增幅达到15.83%,Kittake中游离脯氨酸含量和对照相比不存在显著性差异；Kittake中丙二醛含量和对照相比存在显著性差异,增幅达到54.88%,ASD7中丙二醛含量和对照相比不存在显著性差异。灰飞虱为害后抗感水稻品种植株中POD和CAT活性和对照相比都存在显著性差异,只是ASD7中POD和CAT活性的变化幅度都要大于Kittake,显示了抗虫品种对逆境能做出更强程度的反应。通过DAB组织化学染色方法,研究了灰飞虱为害后抗感水稻品种中H202的积累情况,ASD7比Kittake较早产生虫害响应,在第3天就检测到H202的积累,而随着为害时间的推移,ASD7细胞内的H202积累程度逐渐下降,直至恢复到为害初期水平,而Kittake细胞内H202的积累呈不断上升趋势。2应用透射电子显微镜对灰飞虱为害后水稻叶片细胞内的超微结构进行观察研究。结果表明,灰飞虱为害后3d,抗感虫品种叶绿体均发生膨胀,ASD7叶绿体结构完整,基粒及片层结构完好,排列整齐,而Kittake中叶绿体内部结构排列无序;灰飞虱为害6d后,抗感品种叶绿体膜结构均溶解,ASD7内部片层结构依然存在,排列整齐,而Kittake内部结构松散,排列不整齐。3以抗感水稻品种不同时期的叶片为材料,以actin-1基因为内参基因,对代谢系统8个相关酶基因进行实时荧光定量PCR分析。其中Y-氨基丁酸转化途径中两个关键酶基因,谷氨酸脱羧酶(GAD5)和4-氨基丁酸氨基转移酶(GABS-T)在灰飞虱为害3d后的转录水平上,GAD5在抗虫品种中有10倍左右的增幅,且在6天时也保持此水平,而Kittake中只有3倍左右。GABA-T在抗虫品种中,在灰飞虱为害3d时达到了显著变化,而在6d时有所下降,而在整个处理过程中,Kittake中都没有明显的变化。由于这两个基因在抗虫品种中有更为明显的上调作用,所以可以推测其在水稻抗灰飞虱作用方面起了非常重要的作用。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-7
缩略语表  7-8
目录  8-10
1 前言  10-18
  1.1 灰飞虱的发生与危害  10-11
  1.2 防治技术研究进展  11-12
    1.2.1 化学防治研究进展  11
    1.2.2 抗性品种的筛选与利用  11-12
  1.3 本实验涉及的主要实验技术研究进展  12-17
    1.3.1 过氧化氢测定技术  12-13
    1.3.2 超微结构观察技术  13-14
    1.3.3 实时荧光定量PCR技术  14-17
  1.4 研究目的意义  17-18
2 材料与方法  18-26
  2.1 材料与试剂  18-19
    2.1.1 材料  18-19
    2.1.2 试剂  19
  2.2 实验方法  19-26
    2.2.1 供试水稻核心种质对灰飞虱的抗性评价标准  19-20
    2.2.2 生理生化实验  20-22
    2.2.3 透射电镜观察水稻叶片超微结构  22
    2.2.4 代谢合成途径相关基因的荧光定量分析  22-26
3. 实验结果  26-38
  3.1 供试水稻核心种质对灰飞虱的抗性评价结果  26-28
  3.2 水稻植株受灰飞虱为害后生理生化指标的测定结果  28-34
    3.2.1 叶绿素含量的变化  28-29
    3.2.2 保护酶活性的变化  29-30
    3.2.3 可溶性糖含量的变化  30
    3.2.4 可溶蛋白含量的变化  30-31
    3.2.5 游离脯氨酸含量的变化  31-32
    3.2.6 丙二醛含量的变化  32
    3.2.7 DAB组织化学染色结果  32-34
  3.3 灰飞虱为害后水稻叶片的超微结构变化  34
  3.4 代谢合成途径相关基因的荧光定量分析结果  34-38
    3.4.1 内参引物的溶解曲线分析  34-36
    3.4.2 代谢合成途径相关基因的溶解曲线分析  36
    3.4.3 代谢系统相关基因在时间上的相对定量分析  36-38
4 分析与讨论  38-46
  4.1 供试水稻核心种质对灰飞虱的抗性评价  38
  4.2 水稻植株受灰飞虱为害后生理生化反应的研究  38-42
    4.2.1 植株营养成份的变化与品种抗虫性的关系  39
    4.2.2 活性氧在抗感品种中的积累情况的差异  39-42
  4.3 水稻植株受灰飞虱为害后叶片的超微结构观察  42
  4.4 代谢合成途径相关基因与灰飞虱为害的关系  42-46
5 结论  46-48
参考文献  48-56
致谢  56-58
攻读学位论文期间发表的研究论文目录  58-60

不同水稻品种对灰飞虱抗性机理的初步研究

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