华山松（Pinus armandi Fr.）细胞色素P450基因CYP720B19和萜类化合物防御作用的研究

发布时间：2020-07-30 10:12

【摘要】：华山松(Pinus armandi Fr.)是中国特有的针叶树种,集中分布于秦岭和巴山林区中山地带,华山松在秦岭巴山林区不仅生长迅速、材质优良、天然更新能力强,而且在秦岭巴山森林区森林生态系统中扮演着十分重要的作用。但秦岭巴山林区华山松持续遭受华山松大小蠹(Dendroctonus armandi Tsai et Li)和共生真菌秦岭细粘束孢(Leptographium qinlingensis Tang and Chen)的危害,导致30年以上健康华山松大量被害死亡。尽管,华山松大小蠹发生的生物学、生态学已被广泛研究,但对华山松大小蠹和共生真菌危害对华山松韧皮部和木质部萜类化合物代谢和华山松P450基因(CYP720B)表达的影响中国内外尚无相关研究报道。为此,本研究在华山松萜类化合物的合成与代谢与抵御病虫害危害存在密切的关系,细胞色素P450酶是针叶树木化学抗性机制的关键因素的基础上,通过对模拟华山松大小蠹和共生真菌入侵危害后华山松韧皮部和木质部萜类化合物代谢变化和华山松P450基因(CYP720B)表达,旨在揭示华山松大小蠹和共生真菌克服寄主华山松的抗性机制。研究取得如下研究成果：(1)克隆了华山松一条P450基因,属于CYP720B亚族,经国际P450酶基因定名委员会定名为CYP720B19。CYP720B19基因cDNA全长1467个碱基编码含有488个氨基酸的蛋白质,与Abietadienol/abietadienal氧化酶具有较高相似性。华山松大小蠹和共生真菌的入侵危害均能显著提高华山松CYP720B19基因的诱导表达,接种华山松大小蠹共生真菌和模拟华山松大小蠹危害(茉莉酸甲酯)处理能够提高华山松CYP720B19基因的表达,这说明华山松CYP720B19基因表达与华山松大小蠹和共生真菌的入侵危害直接相关,而且华山松CYP720B19基因在华山松抵御华山松大小蠹和共生真菌危害中发挥着重要的作用。(2)通过对人工接种秦岭岭细粘束孢后华山松韧皮部和木质部单萜和倍半萜含量的研究,结果表明华山松大小蠹共生真菌能够显著提高华山松木质部和韧皮部单萜和倍半萜含量,其中接菌处理可以显著诱导华山松木质部和韧皮部单萜类化合物β-蒎烯和柠檬烯+β-水芹烯的含量,以及倍半萜的含量,这说明β-蒎烯和柠檬烯+β-水芹烯对华山松大小蠹共生真菌具有显著的诱导性防御作用。(3)通过模拟华山松大小蠹入侵(茉莉酸甲酯处理)对华山松韧皮部和木质部单萜含量的研究,结果表明华山松大小蠹的入侵可显著提高华山松木质部和韧皮部中单萜的含量,其中对韧皮部β-蒎烯和木质部β-月桂烯含量的诱导作用更加显著,这说明β-月桂烯,p-蒎烯和柠檬烯+β-水芹烯在华山松防御华山松大小蠹危害中发挥着更加重要的作用。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S791.241

【参考文献】