云南疣粒野生稻防御酶抵御病原菌胁迫的研究

【作者】 吴金虎； 付坚； 王玲仙； 钟巧芳； 陈玲； 陈越； 柯学； 陈穗云； 程在全；

【机构】 云南大学生命科学学院； 云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所；

【摘要】 【研究背景】由黄单胞菌水稻变种Xanthomonas oryzae pv.Oryzae（Xoo）引起的白叶枯病是现今分布广、严重影响水稻生产的细菌病害之一。传统的防治方法很难奏效,而从野生稻资源中研究并挖掘白叶枯病抗性基因应用于栽培稻育种中是目前最经济、有效的方法。前人研究表明云南疣粒野生稻（Oryza meyeriana Baill）高抗甚至免疫白叶枯病,但抗性机理仍不清楚。【材料与方法】本研究用白叶枯病菌小种Y8接种云南疣粒野生稻,在不同时间段测定植物重要防御酶的活性;【结果与分析】结果表明,超氧化物歧化酶（SOD）在病原菌胁迫的24小时内迅速上升,2天后上升趋势大幅度减缓直至与对照组的SOD水平相同;苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性在白叶枯病菌诱导1天时与对照相比有小幅度上升,之后趋于平缓,4天后开始大幅上升直至胁迫5天后达到最高峰;过氧化物酶（POD）活性在诱导2天后开始上升,3天达到最高峰,之后下降,胁迫5天时回到与对照组相同水平。同时用实时荧光定量PCR对防御酶调控相关基因的检测也发现,苯丙氨酸解氨酶合成的关键基因PAL在病原菌胁迫2小时大幅上调表达,苯丙烷代谢途径中的4-香豆酸辅酶A（4CL）、肉桂烯醛基-CoA还原酶（CCR）和肉桂醇脱氢酶（CAD）都不同程度上调表达;过氧化物酶合成调控基因PO在诱导处理后1小时表达量达到最高峰。此外,在转录组数据库中还发现Ca²⁺信号原件CNGC、CDPK基因表达量也有所上升。【结论】综上所述,疣粒野生稻在受到白叶枯病菌胁迫的最初阶段SOD首先发挥作用清除植物体内的活性氧,紧接着苯丙烷合成途径合成的酚类化合物能够直接抗菌,并促进细胞木质素和胼胝质积累,使得细胞壁增厚,从而阻止了白叶枯病菌在植物组织中的扩散。本研究将有助于进一步了解疣粒野生稻对白叶枯抗性的相关分子机制。更多还原