水稻类病斑突变体oshpl3和lmla1的鉴定与遗传分析
发布时间：2021-08-13 02:04
植物类病斑突变体会自发表现出类似过敏反应（HR）斑点和自发激活体内免疫反应。本研究经甲基磺酸乙酯（EMS）诱变长粒粳稻品系CG3（WT）获得两个类病斑突变体oshpl3和lmla1,重点开展突变体表型分析、抗性鉴定以及候选基因定位等方面的研究,为进一步探索植物免疫或抗性形成机制提供借鉴。1、突变体oshpl3在播种后7天植株叶片上开始随机出现白色小斑点,后期逐渐转变成大的褐色斑点。主要农艺性状考查发现,除穗长外,突变体oshpl3中株高、有效穗数、总粒数、结实率、千粒重和单株产量等均显著低于野生型（WT）。无菌条件下,突变体oshpl3的斑点能够自发形成。伊文思蓝染色和TUNEL实验显示,与WT相比,突变体oshpl3叶片存在大量的细胞死亡,同时DAB染色显示其H2O2过量积累,并伴随超氧化物歧化酶（SOD）活性升高、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性降低以及H2O2和丙二醛（MDA）含量升高。病原菌模式分子flg22和chitin处理显示,相对于WT,突变体oshpl3中活性氧（ROS...
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：52 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
突变体oshpl3的表型分析
察到明显的 TUNEL 绿色信号，相反地在 WT 中未观察到（图 2-2 E）。以上的结果表明，突变体oshpl3 出现了细胞死亡。 活性氧爆发是细胞死亡的一个重要标志，H2O2 在组织中的过量积累能与 DAB 形成红褐色沉淀物。以此为基础，分别选取 WT 与突变体 oshpl3 播种后 14 天和播种后 40 天的叶片进行 DAB染色实验，结果显示 oshpl3 叶片中能明显观察到红褐色沉淀物，WT 叶片上红褐色沉淀物很少存在（图 2-2 C 和 D）。这与突变体 oshpl3 中 H2O2 含量极显著高于 WT 的测定结果相一致（图 2-2 I）。为了进一步确定 ROS 积累的机制，测定了过氧化物酶 POD，过氧化氢酶 CAT 和超氧化物歧化酶 SOD 等抗氧化酶的活性。突变体 oshpl3 的 POD 和 CAT 活性低于 WT（图 2-2 F 和 G），而SOD 的活性极显著高于 WT（图 2-2 H）。此外，膜脂过氧化最重要产物之一的 MDA 含量也极显著增加（图 2-2 J）。这些结果表明 ROS 积累与突变体 oshpl3 中的细胞死亡和类病斑表型密切相关。
用ddH2O处理WT与突变体oshpl3叶片）中，突变体oshpl3的基础ROS水平略高于WT（图2-3A和B）。对应于WT和突变体oshpl3之间ROS积累的差异，参与PTI反应的大多数基因的表达量水平也发生了变化，包括OsFLS2（Takaietal.,2008;Wangetal.,2015b），OsCEBiP（Kakuetal.,2006），OsPUB44（Ishikawaetal.,2014）和OsSERK2（Chenetal.,2014）的上调，以及OsCERK1（Kouzaietal.,2014;Miyataetal.,2014;Shimizuetal.,2010）和OsBSK1（Zhangetal.,2016）的下调（图2-3C）。这些结果表明在突变体oshpl3中PTI的ROS信号传导途径得到了增强。图2-3PAMP诱导ROS积累的动态分析以及PTI中相关基因的相对表达水平。Fig.2-3ROSaccumulationdynamicsassayafterPAMPandmocktreatmentsandrelativeexpressionlevelofgenesinvolvedinPTIresponse.（A）WT和oshpl3经flg22处理后，ROS动态变化；（B）WT和oshpl3经chitin处理后，ROS动态变化；（C）PTI中相关基因相对表达水平。运用双尾t检验（two-tailStudent’st-test），两样本间成对比较，*代表在P<0.05水平下存在显著差异，**代表在P<0.01水平下存在极显著差异；误差线代表平均值±标准误（n=3）；
本文编号：3339521
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：52 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
突变体oshpl3的表型分析
察到明显的 TUNEL 绿色信号，相反地在 WT 中未观察到（图 2-2 E）。以上的结果表明，突变体oshpl3 出现了细胞死亡。 活性氧爆发是细胞死亡的一个重要标志，H2O2 在组织中的过量积累能与 DAB 形成红褐色沉淀物。以此为基础，分别选取 WT 与突变体 oshpl3 播种后 14 天和播种后 40 天的叶片进行 DAB染色实验，结果显示 oshpl3 叶片中能明显观察到红褐色沉淀物，WT 叶片上红褐色沉淀物很少存在（图 2-2 C 和 D）。这与突变体 oshpl3 中 H2O2 含量极显著高于 WT 的测定结果相一致（图 2-2 I）。为了进一步确定 ROS 积累的机制，测定了过氧化物酶 POD，过氧化氢酶 CAT 和超氧化物歧化酶 SOD 等抗氧化酶的活性。突变体 oshpl3 的 POD 和 CAT 活性低于 WT（图 2-2 F 和 G），而SOD 的活性极显著高于 WT（图 2-2 H）。此外，膜脂过氧化最重要产物之一的 MDA 含量也极显著增加（图 2-2 J）。这些结果表明 ROS 积累与突变体 oshpl3 中的细胞死亡和类病斑表型密切相关。
用ddH2O处理WT与突变体oshpl3叶片）中，突变体oshpl3的基础ROS水平略高于WT（图2-3A和B）。对应于WT和突变体oshpl3之间ROS积累的差异，参与PTI反应的大多数基因的表达量水平也发生了变化，包括OsFLS2（Takaietal.,2008;Wangetal.,2015b），OsCEBiP（Kakuetal.,2006），OsPUB44（Ishikawaetal.,2014）和OsSERK2（Chenetal.,2014）的上调，以及OsCERK1（Kouzaietal.,2014;Miyataetal.,2014;Shimizuetal.,2010）和OsBSK1（Zhangetal.,2016）的下调（图2-3C）。这些结果表明在突变体oshpl3中PTI的ROS信号传导途径得到了增强。图2-3PAMP诱导ROS积累的动态分析以及PTI中相关基因的相对表达水平。Fig.2-3ROSaccumulationdynamicsassayafterPAMPandmocktreatmentsandrelativeexpressionlevelofgenesinvolvedinPTIresponse.（A）WT和oshpl3经flg22处理后，ROS动态变化；（B）WT和oshpl3经chitin处理后，ROS动态变化；（C）PTI中相关基因相对表达水平。运用双尾t检验（two-tailStudent’st-test），两样本间成对比较，*代表在P<0.05水平下存在显著差异，**代表在P<0.01水平下存在极显著差异；误差线代表平均值±标准误（n=3）；
本文编号：3339521
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