海藻酸钠寡糖诱导植物抗病作用和机制的初步研究

发布时间：2020-05-15 01:09

【摘要】：海藻酸钠寡糖(Alginate oligosaccharide,AOS)是海藻酸钠的降解产物,由α-L-甘露糖醛酸和β-D-古罗糖醛酸通过1,4-糖苷键连接,并由不同片段组成的寡聚物,具有促进植物生长、缓解非生物胁迫等作用。然而AOS诱导植物抗病方面的研究相对缺乏,限制了其在农业生产中的进一步开发应用。论文利用模式植物拟南芥和烟草,评价了AOS诱导植物抗病原细菌和病毒的作用效果;通过检测抗性指标的变化初步探索其诱导植物抗病的作用机制,为AOS抗病机理的揭示和在农业上的应用提供一定参考。研究结果如下:1.AOS可以诱导拟南芥抗Pst DC3000,在25 mg/L-200 mg/L浓度范围内,25 mg/L浓度预处理效果最佳,和对照相比,病情指数下降了35.62%,Pst DC3000在叶片内生长抑制率为78.88%。2.AOS体外对Pst DC3000的生长无抑制作用,但可以抑制Pst DC3000在拟南芥体内的繁殖,提示AOS可能是通过激活拟南芥的免疫途径来达到抗Pst DC3000的效果。3.AOS预处理拟南芥后,可影响其抗性通路。预处理后接种病原菌3 d时,抗性基因PR1和PDF1.2表达量上调,分别为对照的10.57和4.59倍,植物激素水杨酸含量上升,和对照相比,上升了20.72%。4.25 mg/L AOS预处理水杨酸途径阻断突变株Sid2后,病情指数下降,AvrPtoB和RecA的表达量下调,但与野生型对照相比,AOS诱导突变株抗病性显著下降,说明AOS可以通过诱导水杨酸途径来实现诱导抗病性。5.AOS可诱导抗性品种枯斑三生烟草抗TMV,最佳作用浓度为50 mg/L,枯斑抑制率为19.59%,AOS同样可诱导感病品种黄榆烟草抗TMV,预处理后,局部叶和系统叶中烟草花叶病毒的外壳蛋白基因和蛋白表达量均下降,表明AOS可以诱导烟草抑制病毒在体内的繁殖和运输。
【图文】：

番茄,碱基对,致病变种,十字花科

udomonas syringae pv.tomato DC3000 和烟草花叶病物病原菌 Pst DC3000 以及在植株体内的增殖假单胞菌是植物病原细菌，好氧，腐生性强，其致病变种包括菜溃疡病菌、核果树溃疡病菌、豌豆细菌性疫病菌、十字花科黑斑性叶斑病菌六种，可侵染豆科、茄科、十字花科、蔷薇科等经济作茄细菌性叶斑病菌是由丁香假单胞杆菌番茄致病变种（Pseudv.tomato DC3000）引起的，主要危害番茄的叶片、茎、根、果了番茄的质量与产量。C3000 为体表寄生菌，革兰氏阴性，，有鞭毛，无荚膜，无芽孢，最适生长温度为 24 ℃～30 ℃，Pst DC3000 的基因组已被测序00 的基因组由一个含 6397126 个碱基对的环状染色体和两个碱基对（pDC3000A）、67,473 个碱基对（pDC3000B）的等离子体量与毒性有关的蛋白质[76, 77]。其侵染植株的过程如下：

示意图,示意图,蛋白,烟草花叶病毒

1.6.2 烟草花叶病毒 TMV 以及在植物体内的寄生过程烟草花叶病毒（Tobacco mosaic virus, TMV）属于烟草花叶病毒属，专门感染植物，尤其是烟草和茄科植物，感染后的叶片呈现花叶状。TMV 发生的最适温度为 25～27 ℃[77]。可通过汁液传播、咀嚼式口器的昆虫等传播方式进行传播，严重危害烟叶的产量和品质[78]。TMV 的基因组是由一条单链的、正义的、含 6395 个核苷酸的信使 RNA 组成，编码四种蛋白，其中包括三种非结构蛋白：126 kDa 蛋白、183 kDa 蛋白、30 kDa 蛋白，一种结构蛋白：外壳蛋白[79]。126 kDa 蛋白、183 kDa 蛋白是致病决定簇[80]。30 kDa 蛋白为运动蛋白，参与细胞与细胞之间短距离的运输[81]。17 kDa结构蛋白为外壳蛋白，在病毒的长距离运输中扮演着重要的角色，使病毒能够传播到系统叶片[82]。
【学位授予单位】：大连海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S432.23

【参考文献】