棉花谷胱甘肽硫轉移酶亞基編碼基因GhGST的抗黃萎病功能研究.pdf

1、棉花是重要的纖維、油料作物，生產中常因黃萎病發(fā)生而使其產量大幅降低，品質嚴重下降。棉花黃萎病是由大麗輪枝菌引起的土傳維管束病害，實踐證明棉花抗病品種培育是生產上防治黃萎病最經濟、高效和環(huán)保的方法，而克隆抗病基因、解析黃萎病抗性機制是抗病分子改良的基礎。本研究以實驗室前期克隆的谷胱甘肽硫轉移酶亞基編碼基因GhGST為基礎，通過在不同抗感棉花品種中分析該基因的組織特異性表達，結合黃萎病菌脅迫下轉基因煙草的超表達試驗和陸地棉抗病品種農大601

2、的沉默試驗，明確GhGST在棉花抗黃萎病中的作用，初步解析該基因的抗病機制，為棉花抗病遺傳改良提供基因資源，主要研究結果如下:
　　1.qRT-PCR分析表明，黃萎病菌誘導下GhGST在抗病品種農大601根中的表達高于感病品種CCRI8，并且在接菌后12h表達量最高，說明該基因參與棉花與黃萎病菌的互作。
　　2.黃萎病菌脅迫下，轉GhGST基因煙草植株抗病表型較對照抗性明顯增強;通過病菌分離試驗分離植株體內黃萎病菌，超表達植

3、株體內病菌侵入量明顯少于野生型;轉GhGST基因煙草體內氧化抗氧化系統(tǒng)中與活性氧微平衡有關的H2O2含量、CAT和POD活性高于野生型，說明GhGST在煙草體內的表達增強了植株在抵抗黃萎病菌時體內ROS物質的微平衡，從而提高植株的抗病性。
　　3.構建了GhGST沉默載體GhGST-pTRV2，采用葉片注射法沉默抗病品種農大601中GhGST基因。黃萎病菌脅迫下GhGST-VIGS植株黃萎病抗性較空載體對照顯著下降;黃萎病菌脅迫下

4、的植株根系分析發(fā)現(xiàn)，空載體對照植株根系明顯比GhGST-VIGS植株根系要發(fā)達;病菌分離試驗發(fā)現(xiàn)，GhGST-VIGS植株分離出大量的大麗輪枝菌菌絲，而對照組只有很少的大麗輪枝菌菌絲被分離出，同時GhGST-VIGS植株莖部維管束褐化程度也明顯較對照植株嚴重;體內H2O2含量及CAT和POD活性顯著低于對照，說明GhGST基因的表達對調節(jié)ROS平衡關鍵物質H2O2含量、CAT和POD表達量的提高具有促進作用，進而增強了棉株的黃萎病抗性。

5、
　　4.構建了超表達載體pCA-GhGST并轉化農桿菌LBA4404，利用農桿菌介導的棉花莖尖轉化法轉化陸地棉感病品種Coker312，得到了132棵再生植株，通過GUS染色初步篩選得到36棵轉化植株，進一步通過跨載體引物PCR檢測和產物測序最終檢測出11株陽性苗，說明GhGST基因已成功轉入受體基因組中，得到了T1代轉基因棉花，轉化效率達到8.3％。為后續(xù)研究GhGST基因功能提供了重要的基礎材料。
　　綜合以上結果，本