蛋白激发子PeBC1和PeBA1诱导菜豆抗桃蚜的作用

发布时间：2020-10-14 20:37

　　 蛋白激发子是诱导植物对病虫害产生系统抗性的一类生物因子。病原相关分子模式(MAMPs)在植物先天免疫中起着至关重要的作用。桃蚜(桃蚜属)是豆科植物的主要害虫之一,它同时是常见的豆科植物病毒病(BCMV)的传播介体。随着BCMV流行爆发的趋势加强,桃蚜的危害在豆类种植区生产中越来越受到关注。随着利用微生物代谢产物控制害虫的兴起,豆科作物蚜虫的广泛生物防治技术正在得到广泛的研究。本研究通过体外实验评估了两种激发子PeBC1和PeBA1诱导菜豆抗蚜虫的作用。PeBC1从腐生真菌灰霉菌(Botrytis cinerea)中分离获得,PeBA1从淀粉芽孢杆菌NC6(Bacillus amyloliquefaciens NC6)中分离获得。在18、21和25℃条件下测定PeBC1激发子的三个浓度(33.56、25.43、19.33μg mL~(-1))对蚜虫的若虫发育和繁殖的影响,在21、27和30℃条件下测定PeBA1激发子的三个浓度(40.51,24.91 and 16.38μgmL~(-1))对蚜虫的若虫发育和繁殖的影响,测试时将蜕皮(0-6小时龄)的无翅成虫置于激发子处理的豆科植物表面,测试蚜虫的若虫发育时间和繁殖能力。除了测定蚜虫的生物学参数外,还通过RT-qPCR检测了茉莉酸(JA)和水杨酸(SA)植物防御途径相关的关键基因的相对表达水平。生物测定结果表明,两种蛋白激发子对蚜虫寿命参数均有显著的半致死作用(p0.05)。在不同温度下,温度越低显著性差异越明显。与对照组相比,不同浓度在不同温度下的处理均可观察到若虫发育时间显著延长、繁殖力显著下降。相比于激发子处理组植物,蚜虫更倾向于取食对照植物。此外,与对照组植物相比,激发子处理的植物表现出对蚜虫的诱导抗性,在叶面喷施两种诱导子蛋白均可显著上调SA通路相关基因的表达水平,而JA通路相关基因的表达则呈中度诱导。此外,PeBA1处理组中蚜虫的抗性相关关键基因上调表达。LC/MSMS定量结果显示,与对照组相比,蛋白激发子处理后JA和SA两种植物激素在6小时显著升高,随后JA和SA含量开始下降,但仍比对照组含量高。研究结果表明,这两种蛋白质激发子可以作为有效的害虫生物防治资源,用于防治像桃蚜类的害虫。
【学位单位】：中国农业科学院
【学位级别】：博士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S436.43
【文章目录】：
附表
摘要
ABSTRACT
Abbreviation
CHAPTER Ⅰ INTRODUCTION AND REVIEW OF LITERATURE
    1.1 Plant defense response
    1.2 Elicitors induced resistance
    1.3 Common bean defense response
    1.4 Life cycle of green peach aphid(Myzus persicae)
        1.4.1 Life cycle description
        1.4.2 Eggs
        1.4.3 Nymphs
        1.4.4 Adult
        1.4.5 Fecundity of aphid
    1.5 Biotic and abiotic related stresses pathway
        1.5.1 SA mediated pathway
        1.5.2 JA mediated pathway
        1.5.3 ABA mediated pathway
        1.5.4 Ethylene mediated pathway
        1.5.5 NO mediated pathway
    1.6 Mechanism of insect action
    1.7 Quantification of plant Hormones
    1.8 Molecular approaches identifying Elicitors-induced resistance against Aphid
    1.9 Objectives
CHAPTER Ⅱ MOLECULAR AND FUNCTIONAL CHARACTERIZATION OF ELICITOR PEBC1EXTRACTED FROM BOTRYTIS CINEREAINVOLVED IN THE INDUCTION OF RESISTANCE AGAINST GREEN PEACH APHID(MYZUSPERSICAE)IN COMMON BEANS(PHASEOLUS VULGARISL.)
    2.1 Introduction
    2.2 Materials and methods
        2.2.1 Insects and plant culture
        2.2.2 Protein purification
        2.2.3 Bioassays with elicitor protein PeBC
        2.2.4 Isolation of RNA and cDNA synthesis
        2.2.5 Total RNA isolation:
        2.2.6 cDNA synthesis for RT-qPCR:
        2.2.7 Reaction mix for cDNA
        2.2.8 PCR condition for synthesis of cDNA
        2.2.9 RT-qPCR
        2.2.10 Thermal condition for RT-qPCR
        2.2.11 Reverse transcription–quantitative PCR(RT-qPCR)
        2.2.12 Statistical analysis
    2.3 Results
        2.3.1 Effect of elicitor PeBC1 on nymphal development time of aphids
        2.3.2 Effect of elicitor PeBC1 on the fecundity of aphids
        2.3.3 Expression levels of JA and SA pathway-associated genes in response to PeBC1 elicitor
    2.4 Discussion
    2.5 Summary
CHAPTER Ⅲ MICRO PTHOGEN PROTEIN ELICITOR PEBA1 EXTRACTED FROM(BACILLUS AMYLOLIQUEFACIENS)INDUCED RESISTANCE AGAINST GREEN PEACH APHID(MYZUS PERSICAE)ON COMMON BEAN(PHASELOUS VULGARIS L.)
    3.1 Introduction
    3.2 Materials and methods
        3.2.1 Pathogen and plant cultivation
        3.2.2 Protein purification
        3.2.3 Characterization of protein
        3.2.4 Isolation of RNA and cDNA synthesis
        3.2.5 RT-qPCR analysis
        3.2.6 Preparation of sample for LC/MSMS
        3.2.7 Statistical analysis
    3.3 Results
        3.3.1 Influence of PeBA1 elicitor on nymphal development time of aphids
        3.3.2 Effect of elicitor PeBA1 on the fecundity of aphids
        3.3.3 Effect of PeBA1 elicitor on expression of JA and SA pathway-associated genes
    3.4 Quantification of plant Hormones jasmonic acid and salicylic acid
    3.5 Discussion
    3.6 Summary
Conclusion
References
ACKNOWLEDGEMENT
Resume

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本文编号：2841159