小麥MYB基因與乙烯信號對韌皮部防衛(wèi)反應(yīng)與麥長管蚜抗性的調(diào)控作用.pdf

1、作為全世界多數(shù)國家的重要糧食作物，小麥在全球多數(shù)地方育植。近年來，由于世界的不斷發(fā)展和人口的激增，小麥的需求量也越來越大。然而，由于長期以來惡劣氣候條件以及多種蟲害病害等因素的影響，小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)都明顯下降，蚜蟲取食危害就首當其沖，蚜蟲不僅通過口針吸取小麥汁液獲得營養(yǎng)，而且能夠產(chǎn)生蜜露，影響小麥光合作用的同時也為多種病原菌的滋生創(chuàng)造條件，對小麥的實際生產(chǎn)造成損失。
　　MYB轉(zhuǎn)錄家族在植物新陳代謝和防衛(wèi)反應(yīng)中具有重要意義。當植物

2、受到外界生物脅迫及非生物脅迫時，MYB轉(zhuǎn)錄因子能夠參與到不同的調(diào)控進程，達到防御外界脅迫的作用。在模式植物擬南芥中，關(guān)于MYB轉(zhuǎn)錄家族的研究很多，但是目前關(guān)于MYB轉(zhuǎn)錄家族如何參與調(diào)控植物防衛(wèi)反應(yīng)的研究還不是很深入，對小麥來說更是如此。
　　本研究根據(jù)實驗室從小麥的73個已知序列全長的TaMYB基因中篩選出TaMYB19，TaMYB29及TaMYB44三個基因，當小麥被蚜蟲取食侵害時，這三個基因表達水平顯著增強。通過VIGS技術(shù)小

3、麥中對三個基因分別進行沉默，獲得了沉默小麥植株后，對小麥抗蚜性以及乙烯信號通路參與的調(diào)控進行研究。
　　1.三種TaMYB基因參與調(diào)控小麥對麥長管蚜的韌皮部防衛(wèi)反應(yīng)
　　本實驗中，根據(jù)前人從73個已知序列全長的TaMYB基因中篩選出三個推測參與抗蚜的基因TaMYB19，TaMYB29及TaMYB44，利用BSMV-VIGS技術(shù)，在小麥中分別沉默了這三個基因，對沉默植株中小麥的韌皮部防衛(wèi)反應(yīng)進行研究。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在三種沉默植

4、株中蚜蟲的取食偏好和繁殖率均有所提高，EPG波形圖分析顯示，沉默植株中蚜蟲在韌皮部的取食時間和取食次數(shù)增加，在顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)沉默植株的葉片胼胝質(zhì)沉積率比對照少很多，減少了蚜蟲取食危害小麥的阻礙。同時，檢測了韌皮部防衛(wèi)相關(guān)的編碼韌皮部凝集素蛋白的基因PP2-A以及編碼葡聚糖合酶的基因GSL2，GSL10，GSL12表達水平，檢測結(jié)果表明，在沉默植株中PP2-A以及GSL2，GSL10，GSL12的表達顯著降低，說明TaMYB19，TaM

5、YB29及TaMYB44參與了小麥的抗蚜調(diào)控。
　　2.乙烯信號通路在MYB調(diào)控抗蚜機制中的作用
　　乙烯是植物體內(nèi)一種參與到多種生長發(fā)育和新陳代謝的內(nèi)源性激素，乙烯介導(dǎo)的信號通路對于調(diào)控植物抗蟲性有重要作用。在模式植物擬南芥中，乙烯信號通路能夠與AtMYB44互作共同參與調(diào)控韌皮部防衛(wèi)反應(yīng)，而且，在小麥中的研究發(fā)現(xiàn)，乙烯信號通路在調(diào)控小麥對麥長管蚜的抗性調(diào)控中具有重要意義。
　　本實驗中，在分別沉默TaMYB19，T

6、aMYB29及TaMYB44的小麥植株上使用乙烯抑制劑后，MYB基因的表達水平都受到不同程度的抑制，表明乙烯信號通路可能位于MYB調(diào)控的上游，并且能夠影響MYB基因的表達。同時發(fā)現(xiàn)，在使用乙烯抑制劑處理的沉默小麥中EIN2基因的表達水平也受到影響，韌皮部防衛(wèi)相關(guān)的基因PP2-A以及GSL2，GSL10，GSL12的表達明顯降低，進一步說明TaMYB19，TaMYB29及TaMYB44通過與乙烯信號通路互作，共同調(diào)控小麥的韌皮部防衛(wèi)反應(yīng)，