小麦和叶锈菌互作过程中β13葡聚糖酶表达特征的分析

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1、摘要本试验室长期以来从事小麦抗叶锈菌侵染生理机制的研究工作，前期工作已经证明，在小麦与叶锈菌(Pucciniatriticina)的不亲和互作中p．1，3．葡聚糖酶(p．1，3．glucanase，BG)表现上调表达，推测其在小麦抵抗叶锈菌的抗病反应中可能起到了重要作用。本试验以小麦(TriticumaestivumL．)品种洛夫林10和叶锈菌生理小种165与260为研究对象，洛夫林lO与小种165构成亲和组合，与260构成不亲和组合，对不同亲和性组合中B．1，3．葡聚糖酶的表达特征进行了系统研究。获得主要结果如下：1、利用RT-PCR技术分析了不同组合中小麦被叶锈菌侵染后不同时间

2、点p．1，3一葡聚糖酶的表达特征。结果表明，在不亲和组合中小麦叶片在接菌后4hp．1，3．葡聚糖酶基因的表达量较接种后oh有明显增加，呈上调表达，一直至接种后120h在叶片中的表达水平呈持续增加趋势；而在亲和组合中p一1，3．葡聚糖酶基因在接种后4h较0h表现出轻微上调表达，之后也呈增加趋势，但其表达量要低于不亲和组合，在接种后48h其表达量开始下调，到120h恢复至Oh水平。这一结果表明，B．1，3一葡聚糖酶基因的表达受叶锈菌侵染诱导，其转录水平在亲和组合和不亲和组合之间的表达差异意味着该基因可能与小麦抗叶锈菌侵染有关。2、通过Westernblotting技术分析了不同组合中小

3、麦被叶锈菌侵染后不同时间点p．1，3．葡聚糖酶的表达特征。结果表明，接种后4h，p．1，3．葡聚糖酶在不同组合中均开始表现上调表达，且呈递增趋势，但在不亲和组合中各时间点的表达量均高于亲和组合，且高表达的时间持续较长，而亲和组合在接种后期出现下降趋势。3、分析了不同组合中小麦被叶锈菌侵染后不同时间点D．1，3．葡聚糖酶活性的变化特征。发现酶活性的变化趋势同酶表达量的变化趋势大体相同，初步表明D．1，3．葡聚糖酶在小麦抗叶锈菌侵染过程中可能发挥重要作用。4、利用免疫金标记技术在原位水平对叶锈菌侵染小麦诱导产生的B．1，3．葡聚糖酶的时空表达特征进行了系统研究。试验结果表明：D．1，3

4、．葡聚糖酶主要定位在寄主的细胞壁以及细胞间隙中，在不亲和组合中的表达高于亲和组合，且主要分布在菌丝周围，这种趋势在后期更加明显。这一结果暗示着D．1，3．葡聚糖酶可能直接作用于菌丝细胞壁，对菌丝的生长产生了抑制作用。综上所述，我们以小麦品种洛夫林10和叶锈菌生理小种260与165分别组成不亲和和亲和组合，通过半定量PCR、WesternBlotting检测、酶活性测定和免疫金标记技术分别在转录水平、翻译水平、酶活性和原位水平对叶锈菌侵染诱导产生的B．1，3一葡聚糖酶进行了系统研究，证明13-1，3．葡聚糖酶对诱发小麦对叶锈菌的抗性反应起到重要作用，为进一步探讨小麦抗叶锈菌侵染的生理

5、机制奠定了基础，对于全面阐释小麦抗叶锈菌侵染的防卫反应机理具有重要意义。关键词：小麦；叶锈菌；防卫反应；D-1，3一葡聚糖酶；半定量PCR；WesternBlotting检测；酶活性测定；免疫金标记Researchontheexpressionanalysisofp-1，3一glucanasesintheprocessofwheatandleafrustinteractionAuthor：WuhongboAdviser．ProfessorWangDongmeiMajor：BotanyAbstractOurlaboratoryhaslongbeenengagedintheresear

6、chonthephysiologicalmechanismsofwheatResistancetoWheatLeafRustInfection．Preliminaryworkshavedemonstratedthat，intheincompatiblewheat-leafrust(Pucciniatriticina)combinations，p-1，3-glucanase(p一1，3-glucanase，BG)hasanimportantroleintheresistanceresponseinducedbywheatleafrust．Inthisexperiment，wheatc

7、ultivarLovrinl0andleafrustfungusraces260and165weredefinedasstudyobject．Loverin10and165constitutethecompatiblecombination，Loverin10and260constitutetheincompatiblecombination．Systematicstudyofp一1，3-glucanasegeneexpressioncharacteristicsin