诱导上调细胞CaM水平对烟草抗病性的调控及其与相关抗氧化酶的关系

摘要

本文以我们实验室构建的诱导表达细胞质CaM的转基因烟草T1.1和对照T2.3作为实验材料，研究了诱导上调细胞CaM水平对烟草抗病性的调控及其与相关抗氧化酶的关系。　　本研究的结果主要分为两个部分；　　第一部分，用T1.1和T2.3经过Tc不同处理后，接种烟草花叶病毒、烟草黑胫病菌和烟草赤星病菌这三种不同的病原菌，调查其发病情况。结果表明，在活体植株和离体叶片中，对照株系T2.3不管是否经Tc诱导，CaM活性变化不显著；与此相似，其发病率和病情指数的差异也不显著。诱导表达细胞质CaM的转基因烟草株系T1.1经Tc诱导后的CaM活性显著高于未经Tc诱导的T1.1的CaM活性及对照株系T2.3，而其发病率和病情指数均比未经Tc处理T1.1和对照株系低。这些结果证明了经Tc诱导上调细胞CaM活性增强了烟草的抗病性。　　第二部分，利用改进的磷酸二脂酶法，测定了在Tc诱导条件下接种烟草赤星病病原菌后T1.1和T2.3的CaM活性变化。结果发现：两种处理下的两个株系，其CaM活性都有不同程度的变化。在接种后的一至两天内保持一个较高的水平，随后有不同程度的下降趋势。其中，转基因株系T1.1经Tc诱导并接种病原菌1天的CaM活性上升幅度较小，在随后的时间里下降幅度也较小。与此相反，未经Tc诱导的T1.1、T2.3和经Tc诱导的T2.3接种病原菌后CaM活性上升幅度较大，在随后的时间里下降幅度也较大。在此基础上，又测定了与植物抗病性相关的三种抗氧化酶(SOD、CAT、POD)的活性。根据测定结果，在接种和未接种状态下，经Tc诱导的株系T1.1的三种抗氧化酶活性均显著高于未经Tc处理的同种株系和对照株系T2.3。变化趋势与CaM活性变化相类似。结果表明：烟草体内CaM活性水平的上调能够增强烟草的抗病性。而且这种对抗病性的影响是通过CaM调控抗氧化酶的活性来介导的。

目录

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缩写表

Ⅰ引言

Ⅱ材料与方法

一、实验材料

1、植物材料

2、供试病原菌和病毒

二、处理方法

1、活体植株的处理

2、离体叶片的处理

三、实验方法

1、烟草赤星病菌的采集、分离纯化

2、培养基的配制

3、接种方法

4、病情调查和计算

5、CaM的提取

6、CaM的测定

7、无机磷的测定

8、蛋白质的测定

9、抗氧化酶的提取和活性测定

四、试剂与仪器

Ⅲ实验结果

一、上调细胞质CaM水平对转基因烟草抗病性的效应

1、转基因烟草植株和离体叶片经Tc诱导后的CaM活性变化

2、诱导上调细胞质CaM水平对转基因烟草抗烟草花叶病(TMV)的效应

3、诱导上调细胞质CaM水平对转基因烟草抗烟草黑胫病的效应

4、上调细胞质CaM水平对转基因烟草抗烟草赤星病的效应

二、转基因烟草在赤星病菌侵染过程中CaM及抗氧化酶活性的变化

1、转基因烟草在赤星病菌侵染过程中CaM活性变化

2、转基因烟草在赤星病菌侵染过程中三种抗氧化酶(SOD、CAT、POD)活性变化

Ⅳ讨论

一、诱导上调细胞CaM水平可以提高烟草的抗病性

二、诱导上调细胞CaM水平提高的烟草抗病性与抗氧化酶系统的关系

1、病原菌侵染过程中的活性氧爆发

2、抗氧化系统对植物抗病性的影响

3、Ca2+-CaM对抗氧化系统的调控

4、本实验的结果表明了Ca2+-CaM信号系统可以通过调控抗氧化酶系统来调控烟草的抗病性

三、研究展望

结束语

参考文献

致谢