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虫害是影响作物产量和品质的重要因素之一,严重影响了大豆产量。在我国南方,斜纹夜蛾是常见的食叶性害虫,大豆抗斜纹夜蛾已被列为重要的育种目标性状。利用植物的诱导抗性进行相关研究对于提高植物自身抗虫性,进而减少化学杀虫剂的使用、保护环境具有重要意义。本研究以斜纹夜蛾为诱导因子,对栽培大豆南农99-10啃食诱导,诱导处理时间为48 h,选取处理后Oh、6h、12 h、24 h、72h的对照及处理叶片,共五组重复(包含一组完整的处理叶片),通过斜纹夜蛾对寄主的双向选择实验和对斜纹夜蛾的强迫饲喂实验,对诱导材料及对照进行抗虫性鉴定。双向选择实验发现斜纹夜蛾多分布在对照叶片上,计算偏向性因子PI,0h、6h、12h、24 h, PI均小于1,即诱导处理后的叶片的损失量低于对照,差异在24 h时达到显著水平,6h、12h时达到极显著水平,72 h时对照与处理间基本无抗性差异。斜纹夜蛾经强迫饲喂24 h后,计算其相对生长率。饲喂诱导处理后0h、12 h、24 h、72 h处理叶片的斜纹夜蛾的相对生长率低于对应对照,差异在12 h、24 h达显著水平,6h时饲喂不同叶片的斜纹夜蛾的相对生长率基本没差异。对处理叶片组的完整叶片同时进行抗性鉴定,同样表现出抗性。结果表明,斜纹夜蛾可诱导大豆产生诱导抗虫性,并且这种抗性可在大豆中系统性传递。蛋白质组学分析是功能基因组学研究中重要的方法,在遗传学、生理学、病理学等多个领域得到了广泛的应用。本研究采用双向电泳和质谱相结合的方法对斜纹夜蛾诱导后不同时间的大豆叶片及对照进行差异表达分析。利用PDQuest软件对电泳图谱进行分析,共发现11个表达差异的蛋白点,主要表现为诱导后上调表达。对差异蛋白点进行质谱分析,共鉴定出12种蛋白,分别是丝氨酸/苏氨酸激酶相关蛋白、RuBP羧化酶大亚基、enzymatic resistance protein、胞质型磷酸甘油酸激酶、ATP合酶p亚基、苹果酸脱氢酶、苯丙氨酸解氨酶、S-腺苷甲硫氨酸合成酶、抗坏血酸过氧化物酶、20S蛋白酶体a亚基、营养贮藏蛋白VSPa以及1个预测蛋白,其中Spot 5和10为混合蛋白点,各包含两种蛋白。所鉴定蛋白多是与能量代谢相关的蛋白,也有些蛋白与次生代谢、信号转导等相关。诱导处理后的完整叶片的双向电泳图谱与损伤叶片图谱相似,对应蛋白点的表达量同样发生变化,进一步说明了诱导抗性的系统性。利用荧光定量PCR的方法考察双向电泳鉴定出的差异蛋白在转录水平上的变化。根据质谱鉴定结果,Blast检索相关核苷酸序列,设计特异性荧光定量PCR引物,进行荧光定量PCR,对差异蛋白的mRNA水平进行考察,结果发现大部分基因的表达量在不同时间内同样表现为上调。分析差异蛋白在mRNA水平和蛋白水平变化的关系,时间上有些蛋白的mRNA水平变化早于蛋白水平变化,有些与蛋白水平变化一致,有些两者变化关系无明显规律。总之,对相关基因的荧光定量PCR分析进一步说明,所鉴定蛋白参与了斜纹夜蛾诱导的大豆诱导抗性反应。S-腺苷甲硫氨酸合成酶(SAMS)是甲硫氨酸循环中的一个关键酶,可催化甲硫氨酸和ATP生成S-腺苷甲硫氨酸(SAM),对SAMS的研究在植物逆境生理、衰老生理、植物生物代谢及其调控研究上具有重要意义。在斜纹夜蛾诱导的大豆诱导抗性研究中,双向电泳图谱表明SAMS在斜纹夜蛾诱导后0h、6h、12 h、24 h、72h均上调表达,对GmSAMSl (Glyma15g21890)进行荧光定量分析,6 h、12 h、24h、72 h的诱导叶片中的表达量与对照相比也表现为上调,SAMS确实参与斜纹夜蛾诱导的大豆诱导抗性反应。从栽培大豆南农99-10中克隆GmSAMSl基因,测序后在大豆基因组数据库(http://www.phytozome.net/index.php)中BLAST检索,与15号染色体上的SAMS (Glyma15g21890)序列完全一致,ORF包含1188 bp,编码395个氨基酸。对GmSAMS1进行生物信息学分析,其蛋白结构包含3个比较保守的结构域,分别为N端结构域、中间结构域和C端结构域,对该蛋白的三维结构进行预测,结果显示三个保守结构域形成拟3极对称结构,每个结构域均包含数个α螺旋和β片层。将不同物种来源的SAMS氨基酸序列进行比对,发现序列间具有较高相似性,SAMS属于一个高度保守的基因家族。利用洋葱表皮细胞的瞬时表达系统,对GmSAMS1进行亚细胞定位,该蛋白定位于细胞膜上。为研究GmSAMS1基因的功能,利用Gateway技术构建GmSAMSl过量表达载体GmSAMS1-pMDC83,用农杆菌介导的方法转化烟草,阳性鉴定后获得转GmSAMS1基因的植株。通过斜纹夜蛾对寄主的双向选择实验和强迫饲喂实验对转基因烟草进行抗虫性鉴定。在双向选择实验中,发现斜纹夜蛾多分布在对照烟草端,且对照烟草的叶片损失面积明显大于转基因烟草,计算偏向性因子PI,PI《1,达极显著水平。用对照烟草和转基因烟草叶片分别强迫饲喂斜纹夜蛾,24 h后,对照烟草的叶片损失明显多于转基因烟草,观察斜纹夜蛾生长情况,饲喂对照烟草的斜纹夜蛾体积明显大于饲喂转基因烟草的斜纹夜蛾,计算斜纹夜蛾相对生长率(RGR),饲喂对照叶片的斜纹夜蛾的RGR显著高于饲喂转基因叶片的斜纹夜蛾的RGR。转基因烟草的抗虫性鉴定实验表明转化GmSAMS1基因可提高烟草的抗虫性,影响虫子的进食选择和生长发育。因此,GmSAMSl可作为候选基因用于提高材料抗虫性的抗性育种研究。