水稻抗稻瘟病单基因系防御酶活性与防卫基因表达的研究

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1、分类号：S435.111.1密级：UDC：631.5学号：201050021228广东海洋大学硕士学位论文水稻抗稻瘟病单基因系防御酶活性与防卫基因表达的研究王兴指导教师：郭建夫研究员李伟副教授申请学位类别：农学硕士专业名称：作物遗传育种研究方向：植物雄性不育理论与杂种优势利用学院名称：农学院中国·湛江2013年6月水稻抗稻瘟病单基因系防御酶活性与防卫基因表达的研究摘要以国际水稻研究所（IRRI）培育的抗谱不同的水稻抗稻瘟病单基因系IRBLKh-K3（含广谱抗性基因Pik-h）和IRBLKs-F5（含窄谱抗性基因Pik-s），IRBLta2-Re（含广谱抗性基因

2、Pita-2）和IRBLta-K1（含窄谱抗性基因Pita）为研究材料，以其普感亲本丽江新团黑谷（LTH，不含抗性基因）作对照，分别接种非亲和稻瘟病菌株和亲和稻瘟病菌株，研究在稻瘟病菌诱导下不同时段，两对不同抗谱抗稻瘟病单基因系的几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶、过氧化物酶、多酚氧化酶和苯丙氨酸解氨酶5种防御酶酶活性及其防卫基因表达的变化规律。取得的主要研究结果如下：1、在稻瘟病菌株诱导下，Pik-h和Pik-s单基因系防御酶酶活性与空白（清水诱导）对照相比，5种防御酶酶活性总体显著升高；与LTH相比，大多数防御酶酶活性显著升高，个别防御酶无显著差异。无论是非亲

3、和菌株还是亲和菌株诱导，Pik-h单基因系表达的几丁质酶活性水平总体高于Pik-s单基因系；在非亲和菌株G85诱导下，Pik-h单基因系表达的β-1,3-葡聚糖酶活性显著高于Pik-s单基因系，但两者在亲和菌株G64-1诱导下表达的β-1,3-葡聚糖酶活性差异不显著；在G85诱导下，Pik-h单基因系叶片中过氧化物酶快速积累早于Pik-s单基因系，但最高峰值低于Pik-s单基因系，而接种G64-1后，Pik-h单基因系过氧化物酶积累速度明显较快，其最高峰值显著高于Pik-s单基因系；在两种菌株接种后的大多数时点下，Pik-h单基因系的多酚氧化酶活性和苯丙氨酸解

4、氨酶活性均高于和显著高于Pik-s单基因系。2、Pita-2和Pita单基因系在稻瘟病菌株诱导下，与空白（清水诱导）对照相比，5种防御酶酶活性在多数情况下显著升高；与LTH相比，Pita-2单基因系防御酶酶活性总体显著升高，Pita单基因系防御酶酶活性无显著差异。从Pita-2和Pita两个单基因系不同时点酶活性表达水平看，在非亲和菌株G64-1和亲和菌株G06诱导下，Pita-2单基因系表达的几丁质酶活性和β-1,3-葡聚糖酶活性均比Pita单基因系高；Pita-2单基因系表达的过氧化物酶活性仅在某些时点略高于Pita单基因系；在接种非亲和菌株以及亲和菌株的

5、诱导下Pita-2单基因系多酚氧化酶活性的峰值均高于Pita单基因系；在大多数时点下，两个菌株诱导Pita-2单基因系表达的苯丙氨酸解氨酶活性均显著高于Pita单基因系。3、Pik-h和Pik-s单基因系在稻瘟病菌株诱导下，与空白对照相比，防卫基因相对表达水平总体显著升高；与LTH相比，Pik-h单基因系防卫基因相对表达水平总体显著升高，Pik-s单基因系无显著差异。Pik-h和Pik-s单基因系经菌株诱导表达的几丁质酶基因Cht-1的相对表达水平升高，其中又以Pik-h单基因系在非亲和菌株诱导I的Cht-1相对表达水平升幅较大；接种非亲和菌株后，Pik-h单

6、基因系的β-1,3-葡聚糖酶基因Glu相对表达水平在少数时点显著高于Pik-s单基因系，而接种亲和菌株后，Pik-h单基因系Glu相对表达水平某些时点比Pik-s单基因系略高，但无论接种哪种菌株，均以Pik-h单基因系峰值较高；稻瘟病菌株诱导下Pik-h单基因系过氧化物酶基因POX22.3相对表达水平在少数时点和最高峰值显著高于Pik-s单基因系；接菌后苯丙氨酸解氨酶基因PAL相对表达水平，Pik-h单基因系均显著高于Pik-s单基因系。4、Pita-2和Pita单基因系在稻瘟病菌株诱导下，与空白对照相比，防卫基因相对表达水平总体显著升高；与LTH相比，单基因

7、系防卫基因相对表达水平总体也显著较高。在非亲和菌株G64-1诱导下，Pita-2单基因系Cht-1相对表达水平峰值高于Pita单基因系；而在亲和菌株G06诱导下，Pita-2单基因系Cht-1相对表达水平峰值早于且显著高于Pita单基因系；Pita-2单基因系在G06诱导下，前36h的β-1,3-葡聚糖酶基因Glu相对表达水平高于Pita单基因系，但在G64-1诱导下，Pita-2和Pita单基因系的Glu相对表达水平差异不显著；在G06和G64-1诱导下，Pita-2的过氧化物酶基因POX22.3相对表达水平显著高于Pita单基因系；接菌诱导后Pita-2单

8、基因系苯丙氨酸解氨酶基因PAL相对表达