機械損傷對Bt玉米化學(xué)防御的系統(tǒng)誘導(dǎo)效應(yīng)

【摘要】：植物在生長過程中形成了抵御機械損傷等外界脅迫的直接和間接防御體系,并具有明顯的系統(tǒng)性特征。Bt(Bacillus thuringiensis)玉米(Zea mays)是全球商品化最快的抗蟲轉(zhuǎn)基因作物之一。機械損傷等外界脅迫對Bt玉米和常規(guī)玉米化學(xué)防御的系統(tǒng)誘導(dǎo)效應(yīng)是否存在差異是值得探討的問題。該文以兩個不同轉(zhuǎn)化事件的Bt玉米'5422Bt1'(Bt11)和'5422CBCL'(Mon810)以及它們共同的同源常規(guī)玉米'5422'幼苗為材料,對玉米第一葉進行機械損傷處理6h后,檢測非損傷部位(第二葉和根系)中Bt蛋白含量、直接防御物質(zhì)丁布(DIMBDA)含量及其調(diào)控基因(Bx1、Bx6和Bx9)表達、直接防御物質(zhì)總酚含量及其調(diào)控基因(PAL)表達、直接防御蛋白調(diào)控基因(MPI和PR-2a)表達以及間接防御物質(zhì)揮發(fā)物調(diào)控基因(FPS和TPS)表達的變化。結(jié)果表明,與健康植株相比,機械損傷對兩個Bt玉米第二葉和根系的Bt蛋白含量均沒有顯著影響;機械損傷第一葉只能系統(tǒng)誘導(dǎo)常規(guī)玉米'5422'第二葉中PAL、TPS和根系中PAL、FPS基因的表達,使得第二葉丁布含量顯著增加,但根中丁布含量及其調(diào)控基因Bx6和Bx9基因的表達量明顯下降;而機械損傷能系統(tǒng)誘導(dǎo)Bt玉米'5422Bt1'第二葉中Bx6、PAL、PR-2a、TPS和根系中Bx6、Bx9、PAL、MPI、PR-2a、TPS基因的表達,使得第二葉丁布含量明顯增加;對于另一Bt玉米'5422CBCL'而言,機械損傷能系統(tǒng)誘導(dǎo)第二葉中Bx9、PAL、PR-2a、TPS和根系中Bx6、PAL、MPI、TPS基因的表達,使得根系的總酚含量顯著增加。由此可見,機械損傷對兩個Bt玉米化學(xué)防御反應(yīng)的系統(tǒng)誘導(dǎo)作用均強于常規(guī)玉米'5422',說明在機械損傷的系統(tǒng)誘導(dǎo)防御過程中,人工導(dǎo)入抗性(Bt基因)與自身化學(xué)防御過程之間的互作關(guān)系是協(xié)同的。 【作者單位】： 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)熱帶亞熱帶生態(tài)研究所;華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)部生態(tài)農(nóng)業(yè)重點開放實驗室;華南農(nóng)業(yè)大學(xué)廣東省高等學(xué)校農(nóng)業(yè)生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境重點實驗室;
【關(guān)鍵詞】： Bt玉米 防御物質(zhì) 防御相關(guān)基因 機械損傷 系統(tǒng)誘導(dǎo)
【基金】：國家自然科學(xué)基金項目(30470335和30770-402) 廣東省自然科學(xué)基金項目(E039254和06025813) 廣東省科技計劃項目(2006B50104002和2007A020300009-1)共同資助
【分類號】：S513
【正文快照】： 植物在長期協(xié)同進化過程中形成了抵御機械損傷等外界脅迫的防御體系(KarbanBaldwin,1997;Agrawal et al.,1999),從而保護植物免遭或減輕危害。植物防御反應(yīng)的誘導(dǎo)具有系統(tǒng)性(TurlingsTumlinson,1992;KarbanBaldwin,1997;ParéTumlinson,1997;婁永根和程家安,2000;Ryan,200

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