小麦叶锈菌互作过程中CA2CYT的动态变化研究

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1、河北农业大学硕士学位论文小麦-叶锈菌互作过程中[Ca<'2+>]<,cyt>的动态变化研究姓名：刘刚申请学位级别：硕士专业：植物学指导教师：王冬梅20040617摘要本试验以抗(洛夫林10)、感(5389)不同的两小麦(TriticumaestivumL．)品种为材料，与叶锈菌(PucciMareeondYtaf．sp．trytici)小种162分别组成不亲和组合和亲和组合，采用焦锑酸钾沉淀法并结合透射电镜观察，对叶锈菌侵染小麦叶片后不同时间胞质钙离子分布进行了亚细胞定位，直观再现了叶锈菌侵染小麦不

2、同时期叶肉细胞中[cr+]。(胞质自由钙离子浓度)的变化情况。结果表明：在未接种的小麦叶肉细胞中，细胞间隙的焦锑酸钙沉淀颗粒大，形成中问疏松的无规则密闭体；而液泡内焦锑酸钙沉淀颗粒细小，并在液泡中形成一片片黑色区域。上述现象说明在细胞间隙和液泡中含有大量的自由钙离子。细胞质、叶绿体和细胞壁也有少量的钙沉淀颗粒分布，细胞核中没有发现明显的焦锑酸钙沉淀颗粒。这种钙离子变化趋势在不同取材时间观察的结果均相似，说明小麦叶片在未遭遇任何外界刺激的情况下，[ca2+]。保持较稳定水平。在不亲和组合中，小麦与叶锈

3、菌互作的早期(接种后4～8h)，观察到大量钙离子由胞间隙涌入胞质中的现象：随后在侵染菌丝接触的寄主细胞中积累了大量的Ca2+沉淀，在胞质、叶绿体中ca2t沉淀颗粒有所增加，细胞核中开始出现ca2+沉淀颗粒分布，并观察到叶绿体结构的早期解体现象。但在亲和组合中，胞质ca”的增加时间(接种后12～24h)要晚于不亲和组合，钙沉淀颗粒的大小及数量都远远小于或少于不亲和组合。这一结果表弱，小麦与叶锈菌互作早期，不亲和组合中[Caz+]。升高明显，且[ca”k的升高主要依赖于胞外钙离子的内流。本试验进一步以激

4、发子一原生质体这一简化的试验系统来模拟叶锈菌侵染小麦叶片的互作体系，首先建立了荧光染料Fho-3AM孵育测定原生质体[ca”]。变化的新方法，并借助激光扫描共聚焦显微镜(LscM)观察，对激发予刺激后不同抗性小麦品种原生质体[ca”]。的动态变化进行了研究。结果表明：抗病小麦品种的原生质体在激发子处理后，[Ca2+]。变化的动力学特征曲线正是ca”信号特异性的体现。即在激发子处理后50s，[Ca”]。开始缓慢上升，到200s达到高峰(相对荧光强度比率达到1．4左右)，持续约lOOs后开始缓降，但[c

5、a”]。仍维持在较高的水平上(相对荧光强度比率1．2左右)，直至测定结束(10min)。而感病品种的原生质体经激发子处理后，[Ca2+]。，，始终处在对照值上下发生轻微的波动。通过药理学试验证明激发子诱发的[Ca”]。。升高主要依赖于胞外钙离子的内流。综合电镜对小麦与叶锈菌互作体系中寄主细胞内钙离子的亚细胞定位观察结果和LS叫对激发子一原生质体系统[Ca2．]。变化的实时检测结果，从两种不同的试验体系，运用完全不同的测试方法，充分证明了钙离子作为第二信使参与小麦一叶锈菌互作体系，[C矿】。升高主要依

6、赖于胞外钙离子的内流。关键词：小麦；叶锈菌；叶肉原生质体；激发子；[ca2+]。StudyOYltheChangesofCytosoliccalciumdynamicsduringWheat-leafrustfungusinteractionMastercandidate：LIUGangMajor：Botanysu即州isOR帆NGD仙gm§eiAbstractInthispaper，wheat(TriticumaestivumL．)cultivBEsLovrin10(resistant)and53

7、89(susceptiblc)wereselectedasmaterialsinthissystem．Theymakeuprespectivelyincompatiblecombinationsandcompatiblecombinationswithwheatleafrustfungus(Pucciniareconditaf．sp．tritici)physiologicalraCA：162．Distributionofsolublecalciumindifferentphasesduringlea

8、frustinfectwheatmesophyllcellwereshowedbysubcelluarlocalizationbyusingpotassiumpyroantimonateprecipitatemethodandtransmissionelectronmicroscopetechnique．Resultsshowedthatcalcium-containingpyroantimonateprecipitateformbiggranulesandamorp