茉莉素受体蛋白COI1调控烟草抗虫成分代谢的机制研究

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1、分类号密级UDC单位代码10435硕士学位论文茉莉素受体蛋白COI1调控烟草抗虫成分代谢的机制研究MechanismofJasmonateReceptorProteinCOI1inRegulatingtheMetabolismofInsect-resistantCompoundsinTobacco研究生姓名王红刚指导教师张忠锋研究员张洪博研究员学科专业作物栽培学与耕作学研究方向植物次生代谢中国.青岛二0一八年六月MechanismofJasmonateReceptorProteinCOI1inRe

2、gulatingtheMetabolismofInsect-resistantCompoundsinTobaccoThesissubmittedtoQingdaoAgriculturalUniversityInFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterofAgronomyWangHonggang（DepartmentofAgronomy）Supervisor:ZhangZhongfengZhangHongboQingdao.ChinaJune,2

3、018独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得青岛农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：时间：年月日关于论文使用授权的说明本人完全了解青岛农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印

4、、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意青岛农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)研究生签名：时间：年月日导师签名：时间：年月日青岛农业大学硕士学位论文摘要茉莉素受体蛋白COI1调控烟草抗虫成分代谢的机制研究摘要茉莉素是一种植物重要的内源性激素，对植物育性、抗病虫害和调控次生代谢有重要作用。茉莉素受体F-box蛋白COI1，负调控因子JAZ蛋白和肌醇戊基磷酸分子组成的蛋白复合体，其中COI1在茉莉酸信号转导途径中起关键调控

5、作用，缺失该蛋白导致植物丧失所有的茉莉素反应。茉莉素在合成之后与受体结合，会激活与植物防御相关的基因得到表达并产生防御蛋白，如蛋白酶抑制剂、多酚氧化酶等。还会产生与诱导相关化合物的形成，如生物碱、植物抗毒素等，这些物质会对害虫起到防御作用，从而起到抗虫的效果。烟草是研究次生代谢重要的模式植物，本研究以野生型TN90烟草为对照，沉默NtCOI1烟草为试验材料。1）比较了蚜虫鉴定虫害抗性体系和盲蝽鉴定虫害抗性体系，确定了盲蝽鉴定虫害抗性体系来鉴定沉默NtCOI1烟草的虫害抗性；2）TN90烟草中RtC

6、OI1基因被沉默以后，最明显的特征是转基因烟株叶片表面腺毛和腺毛分泌物明显减少，烟草腺毛分泌物主要是生物碱、赖百当类和类西柏烷二萜类化合物，具有抗虫作用。通过GC-MS检测烟碱和西柏烷含量结果表明，发育时期对TN90烟草的西柏烷含量影响较大，对沉默NtCOI1烟草影响较小，沉默NtCOI1烟草西柏烷含量显著少于TN90烟草。发育时期对沉默NtCOI1烟草和TN90烟草烟碱含量影响较小，沉默NtCOI1烟草烟碱含量显著少于TN90烟草。3）通过对沉默NtCOI1烟草和TN90烟草S1时期和S2时期进

7、行mRNA表达谱芯片数据进行富集分析，经过对沉默NtCOI1烟草与TN90烟草基因芯片上差异基因进行GO分析和KEGG代谢通路分析，筛选出与抗虫相关的基因包括：ACC氧化酶基因、类黄酮3′-单加氧酶基因、黄烷酮3β-羟化酶基因、细胞色素P450基因。4）通过转录因子数据库对沉默NtCOI1烟草与TN90烟草下调基因进行基因功能注释筛选出WRKY/NAC/LBD/GRAS/Dof/bHLH转录因子家族与烟草抗虫相关。本研究为茉莉素途径调控烟草抗盲蝽代谢的分子机制研究奠定了基础。关键词：烟草；茉莉素；

8、抗虫；次生代谢物；基因芯片I青岛农业大学硕士学位论文AbstractMechanismofJasmonateReceptorProteinCOI1inRegulatingtheMetabolismofInsect-resistantCompoundsinTobaccoAbstractJasmonate(JA)isanimportantendogenoushormoneinplantsandplaysanimportantroleinplantfertility,resistance