多酚氧化酶Ghppo1在棉花防御中的表達及功能分析.pdf

1、棉鈴蟲（Helicoverpa armigera Hübner）是棉花（Gossypium arboreum L.）重要害蟲，對棉花生產(chǎn)威脅極大。多酚氧化酶是植物體內(nèi)一種重要的防御酶類，在害蟲誘導(dǎo)植物抗蟲性過程中，起著重要的作用。本研究應(yīng)用分子生物學(xué)、生物化學(xué)和實驗動物學(xué)的方法，以常規(guī)棉品種中棉所49和轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種中棉所41為試驗材料，研究了棉鈴蟲、Me-JA及Me-SA誘導(dǎo)后棉花多酚氧化酶（Ghppo1）基因表達量及PPOs酶活的

2、變化、茉莉酸信號通路關(guān)鍵基因（GhAOS和 GhCOI1）變化、誘導(dǎo)后棉花對棉鈴蟲和甜菜夜蛾幼蟲的抗性變化，并利用轉(zhuǎn)Ghppo1型擬南芥研究了Ghppo1抗蟲性。本研究對于了解棉花和棉鈴蟲的互作關(guān)系，明確棉花抗蟲分子機制具有重要意義。本研究得出以下結(jié)論：
　　1、明確了不同齡期棉鈴蟲抗性誘導(dǎo)后，棉花Ghppo1基因表達量及PPOs酶活性變化趨勢。1齡棉鈴蟲誘導(dǎo)后，中棉所49和中棉所41 Ghppo1基因表達量及PPOs酶活性均有顯

3、著升高趨勢；中棉所49 Ghppo1基因表達量從6 h到18 h持續(xù)升高，中棉所41 Ghppo1基因表達量從6 h到24 h持續(xù)升高，均在18 h達到最高，分別為對照的5.78倍和3.67倍。1齡棉鈴蟲危害中棉所49和中棉所41后，PPOs活性分別從6 h和12 h開始升高，并分別在18 h和12 h達到最高，為5.99 U·g–1·min–1和4.02 U·g–1·min–1。3齡棉鈴蟲誘導(dǎo)兩個品種棉花，Ghppo1基因表達量及PP

4、Os酶活性變化不顯著。表明1齡棉鈴蟲可以誘導(dǎo)，3齡幼蟲可抑制棉花Ghppo1表達和PPOs活性升高。
　　2、明確了外源茉莉酸甲酯（Me-JA）與水楊酸甲酯（Me-SA）對Ghppo1表達量及PPOs活性的影響。Me-JA誘導(dǎo)中棉所49和中棉所41，Ghppo1表達量均從6 h開始顯著升高，并在18 h達到最高，分別為對照的6.80倍和3.17倍，其變化趨勢與1齡棉鈴蟲誘導(dǎo)變化趨勢相似，并在18 h與1齡棉鈴蟲誘導(dǎo)無顯著差異。Me

5、-SA誘導(dǎo)兩個品種棉花Ghppo1表達量與對照無明顯差異。Me-JA誘導(dǎo)兩品種棉花PPOs活性變化，其變化趨勢與1齡棉鈴蟲誘導(dǎo)趨勢相同。
　　3、比較了不同處理下 JA信號通路關(guān)鍵基因表達量。1齡棉鈴蟲取食和 Me-JA誘導(dǎo)中棉所49都能在12 h、18 h和24 h顯著提高GhAOS和 GhCOI1表達量。3齡棉鈴蟲取食及Me-SA誘導(dǎo)能夠抑制GhCOI1的表達，但對GhAOS的表達無影響。Me-SA處理中棉所49僅能在6 h，

6、12 h提高GhAOS的表達量，3齡棉鈴蟲取食能抑制GhCOI1的表達，且在6 h達到顯著水平。1齡棉鈴蟲取食和 Me-JA誘導(dǎo)中棉所41的結(jié)果與中棉所49相似。JA信號關(guān)鍵基因表達表明，1齡棉鈴蟲誘導(dǎo)的抗性通過JA信號通路介導(dǎo)的，而不是SA信號通路介導(dǎo)完成的。
　　4、利用誘導(dǎo)后的棉花植株飼養(yǎng)3齡棉鈴蟲及甜菜夜蛾，結(jié)果表明：1齡棉鈴蟲誘導(dǎo)的和Me-JA誘導(dǎo)的中棉所49飼喂3齡棉鈴蟲及甜菜夜蛾蟲重增加量均低于對照。兩種方法誘導(dǎo)的中

7、棉所41飼喂3齡棉鈴蟲和甜菜夜蛾24 h后，得到同樣結(jié)果。證明棉鈴蟲誘導(dǎo)棉花對棉鈴蟲及甜菜夜蛾產(chǎn)生了抗性。
　　5、利用轉(zhuǎn)Ghppo1基因擬南芥飼喂棉鈴蟲，測定其蟲重變化，結(jié)果表明：轉(zhuǎn)Ghppo1型擬南芥飼養(yǎng)棉鈴蟲初孵幼蟲的存活率、棉鈴蟲蟲重增加量、相對增長率（RGRs）及蛹重均顯著低于野生型擬南芥飼養(yǎng)的棉鈴蟲。用兩種擬南芥持續(xù)飼養(yǎng)1齡棉鈴蟲，用野生型擬南芥飼養(yǎng)的棉鈴蟲蟲重從12 d到20 d，均顯著高于轉(zhuǎn)Ghppo1基因型擬南芥