【正文】 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 Southwest university of science and technology本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）醇誘導(dǎo)下番茄果實(shí)的防御反應(yīng) 學(xué)院名稱生命科學(xué)與工程學(xué)院專業(yè)名稱生物技術(shù)學(xué)生姓名張健學(xué)號20093571指導(dǎo)教師曹穎二〇一三年六月醇誘導(dǎo)下番茄果實(shí)的防御反應(yīng)摘要：本文以香葉醇和葉醇誘導(dǎo)的番茄果實(shí)為材料，通過測定果實(shí)多酚氧化酶活性和防御相關(guān)基因的表達(dá)，研究了醇誘導(dǎo)下番茄果實(shí)的防御反應(yīng)。結(jié)果表明，香葉醇和葉醇誘導(dǎo)能夠引起植物的防御性反應(yīng)。與香葉醇相比，葉醇處理對果實(shí)的傷害作用更為明顯，引發(fā)了更多的多酚氧化酶活性的提高。隨著香葉醇或葉醇處理的時(shí)間延長，經(jīng)過醇誘導(dǎo)果實(shí)中的CDI、PS及inhII基因的表達(dá)量越高。 而LOX基因?qū)儆谠缙诨?，隨著香葉醇或葉醇處理的時(shí)間延長， LOX基因的表達(dá)量越低。關(guān)鍵詞：多酚氧化酶；防御反應(yīng)；信號途徑；醇誘導(dǎo)Defenserelated response induced by alcohol application in tomato fruitAbstract: In this paper, polyphenol oxidase (PPO) activity and the expression of defenserelated genes including CDI, PS, LOX and inhII were detected in tomato fruits that were treated with exogenous geraniol and 3 hexenol. The results showed that geraniol and 3 hexenol could trigger the defensive response in tomato fruits. Compared with geraniol, 3 hexenol treatment had obvious wounding effect on fruit, triggering more increased activities of polyphenol oxidase. With time extending of geraniol or 3 hexenol treatment, the expression of CDI, PS, and inhII gene induced by alcohol was higher, but since the LOX gene belongs to early expression gene, the expression of LOX induced by the alcohol was lower with geraniol or 3 hexenol treatment time prolonging.Keywords: Polyphenol oxidase。 Defense response。 Signal pathway。 alcohol application目錄醇誘導(dǎo)下番茄果實(shí)的防御反應(yīng) 2 摘要 2 關(guān)鍵詞 2 Alcohol induced defense responses in tomato fruit 3 Abstract 3 Keywords 3 第1章 緒論 6 植物誘導(dǎo)防御反應(yīng)相關(guān)的主要信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑 6 茉莉酸 (jasmonieaeid，JA)信號途徑 6 水楊酸(salicylic acid，SA)信號途徑 9 水楊酸信號途徑在抗蟲防御中的作用 9 水楊酸信號途徑在抗病防御中的作用 9 乙烯(ethyene，ET)信號途徑 10 乙烯的合成 10 乙烯信號途徑在植物抗病蟲防御反應(yīng)中的作用 11 過氧化氫 (hydrogenperoxide，HZoZ)信號途徑 12 植物防御反應(yīng)中幾種信號途徑的相互作用 13 防御相關(guān)基因的表達(dá) 14 誘導(dǎo)抗蟲基因 14 防御蛋白基因 16 防御物質(zhì)合成基因 17 信號途徑基因 18 第2章 材料與方法 20 實(shí)驗(yàn)材料與儀器 20 植物材料 20 PCR引物序列 20 生化及分子生物學(xué)試劑 20 儀器和設(shè)備 20 實(shí)驗(yàn)方法 21 PPO多酚氧化酶的比活性測定 21 防御相關(guān)基因的誘導(dǎo)表達(dá)情況 22 RNA專用試劑和耗材的處理 22 果實(shí)RNA的提取 22 熒光定量PCR分析 23 第3章 結(jié)果與分析 25 香葉醇和葉醇的誘導(dǎo)對番茄果實(shí)多酚氧化酶活性影響 25 醇處理對防御相關(guān)基因LOX, CDI, PS, inhII表達(dá)的影響 27 熒光定量PCR擴(kuò)增效率、相關(guān)系數(shù)和溶解曲線 27 醇誘導(dǎo)對LOX基因表達(dá)的影響 27 醇誘導(dǎo)對CDI基因表達(dá)的影響 28 醇誘導(dǎo)對PS基因表達(dá)的影響 29 醇誘導(dǎo)對inhII基因表達(dá)的影響 30 第4章 結(jié)論 32 致謝 33 參考文獻(xiàn)： 34 第1章 緒論植物是通過根系而固定在地面上的有機(jī)體,它主要依靠根系從土壤中得到養(yǎng)分和水分,因而其缺乏可能的逃避機(jī)制以防止昆蟲捕食引起的損傷、各種物理損傷、各種病原菌侵染引發(fā)的損傷。在長期的協(xié)同進(jìn)化過程中，植物為了更好的適應(yīng)環(huán)境，逐漸的形成了一套與其相適應(yīng)的防御植食性昆蟲的策略。這些防御措施可以分為組成型和誘導(dǎo)型兩種。組成型的防御反應(yīng)是指植株在受到害蟲攻擊前就已經(jīng)存在的物理和化學(xué)的防御特征。物理性的防御特征有很多，例如角質(zhì)層、硬化或木質(zhì)化的覆蓋物、毛狀體以及刺和其他的一些特化了的器官?；瘜W(xué)防御則主要包括一些次生化合物，如尼古丁。誘導(dǎo)型的防御反應(yīng)是指植株在受到害蟲危害時(shí)而表現(xiàn)出來的一種防御性反應(yīng)，這可以分為直接誘導(dǎo)防御反應(yīng)和間接誘導(dǎo)防御反應(yīng)[1] 。直接誘導(dǎo)防御反應(yīng)指的是植物通過增加次生代謝產(chǎn)物，如酚類化合物、菇類化合物、蛋白酶抑制劑、等影響植食性昆蟲的生長、發(fā)育與繁殖。植物在遭受到植食性昆蟲危害時(shí)，還可以釋放出一些特殊的揮發(fā)性物質(zhì)或者分泌些花外蜜露來引誘天敵或?yàn)樘鞌程峁┦澄?，從而達(dá)到通過天敵作用來保護(hù)自己，這就是植物的間接誘導(dǎo)防御反應(yīng)。植物的防御反應(yīng)是由一系列的信號分子和轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)子所調(diào)節(jié)的一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。至今，已經(jīng)有了很多的研究表明植物體內(nèi)的水楊酸、茉莉酸、過氧化氫以及乙烯等信號分子在植物的蟲害誘導(dǎo)防御反應(yīng)中起到了重要的作用。這四個(gè)重要的信號分子既可以去調(diào)節(jié)特異的防御反應(yīng)同時(shí)也可以調(diào)節(jié)普遍的防御反應(yīng)。不同信號分子之間的相互作用也使得防御相關(guān)基因的有序表達(dá)。 (jasmonieaeid，JA)信號途徑JA 是傷害反應(yīng)的信號分子。其揮發(fā)性衍生物茉莉酸甲酯是蛋白酶抑制子的一種誘導(dǎo)物(Farmer和 Ryan 1990)。茉莉酸在植物防御中的作用主要是通過分析擬南芥防御信號傳導(dǎo)途徑突變體來加以驗(yàn)證的，這些突變體不能正常合成或感知 JA，與野生型植株相比，更易感染病原菌[2]。在蟲害的條件下，植物體內(nèi)JA及其衍生物的含量顯著的增加，這些物質(zhì)激活了植物體內(nèi)相應(yīng)的防御基因()，使植物體產(chǎn)生了各種類型的化學(xué)防御物質(zhì)。應(yīng)用外源JA和MeJA能夠誘導(dǎo)植物產(chǎn)生對害蟲有毒、抗?fàn)I養(yǎng)和抗消化作用的化合物，對害蟲生理活動(dòng)產(chǎn)生不利的影響。也能夠產(chǎn)生對害蟲有驅(qū)避和妨礙其行為的化合物，從而干擾昆蟲的行為。如應(yīng)用外源JA和MeJA處理煙草。可誘導(dǎo)煙草從頭合成煙堿，使得整株煙草的煙堿含量提高2一10倍，從而產(chǎn)生抗蟲性。外源JA和MeJA也可以誘導(dǎo)植物產(chǎn)生多酚氧化酶、Pl等，從而會(huì)抑制昆蟲的生長發(fā)育。外源JA和MeJA誘導(dǎo)植物產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)化合物可以引誘寄生性天敵或驅(qū)避植食性昆蟲。如Kessler和Baldwin應(yīng)用外源MeJA處理煙草后，會(huì)釋放出大量的有機(jī)化合物，這些化合物對番茄天蛾成蟲產(chǎn)卵有極大的驅(qū)避作用。 Thaler(1999)在田間應(yīng)用JA處理番茄，誘導(dǎo)其產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)化合物能夠吸引主要害蟲甜菜夜蛾的主要的寄生蜂甜菜夜蛾鑲顆姬蜂。另外，JA在植物的抗病反應(yīng)中也發(fā)揮了重要的作用。如在植物的過敏性反應(yīng)中，JA合成途徑中的一些基因如脂氧合酶等表達(dá)的水平明顯上調(diào)。JA可以誘導(dǎo)植物抗病基因的表達(dá)或者激活植物的防御基因，例如一些蛋白酶抑制劑、編碼防衛(wèi)素等，從而使植物產(chǎn)生了抗病性。(salicylic acid，SA)信號途徑 水楊酸信號途徑在抗蟲防御中的作用SA是一種植物體內(nèi)普遍存在的與防御反應(yīng)相關(guān)的信號分子?，F(xiàn)有的研究結(jié)果表明，SA在誘導(dǎo)的植物直接抗蟲反應(yīng)中發(fā)揮了重要的作用。例如SA處理能夠提高柳樹的抗性[3]，降低了蟲的成活率。SA在蟲害誘導(dǎo)間接防御中也發(fā)揮了一定的作用。王霞(2007)的研究表明，褐飛虱為害能夠迅速導(dǎo)致水稻體內(nèi)SA含量的上升；同時(shí)，外用SA能夠誘導(dǎo)水稻釋放出引誘稻虱纓小蜂的揮發(fā)物。說明褐飛虱為害激活的SA信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑在水稻揮發(fā)物的合成過程中起到重要的作用。 水楊酸信號途徑在抗病防御中的作用SA信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑在植物抗病中的作用已經(jīng)有了很多的研究。病原物侵入植物后，被侵染部位的局部組織