不同方式诱导植物抗性对甜菜夜蛾幼虫及其寄生蜂斑痣悬茧蜂发育表现的影响

【目的】明确诱导植物抗性对植食性昆虫甜菜夜蛾 Spodoptera exigua (Hübner) 及内寄生蜂斑痣悬茧蜂 Meteorus pulchricornis (Wesmael) 生长发育的影响。【方法】采用取食损伤、机械损伤及外源喷施3种浓度 (0.01, 0.1和1 mmol/L) 茉莉酸甲酯 (MeJA) 3种方式来诱导菜薹抗性,观察甜菜夜蛾初孵幼虫及其寄生蜂斑痣悬茧蜂的发育表现。【结果】取食取食损伤和茉莉酸甲酯处理的菜薹后,甜菜夜蛾幼虫存活率显著降低,茉莉酸甲酯浓度与幼虫存活呈负相关; 取食0.1 mmol/L MeJA处理的菜薹后,甜菜夜蛾幼虫体重显著低于清水对照。甜菜夜蛾取食取食损伤和0.1 mmol/L MeJA处理的菜薹,其寄生蜂斑痣悬茧蜂幼虫的死亡率显著增加,同时结茧率显著降低;0.1 mmol/L MeJA处理的菜薹使成蜂体重显著低于对照。不同处理间斑痣悬茧蜂的卵巢发育无明显差异,卵巢由8~10根卵巢管组成,羽化24 h后成熟卵数量为7~10个,成熟卵的长度和宽度分别为350和78 μm。【结论】结果说明,取食损伤和茉莉酸甲酯处理诱导的菜薹反应会影响甜菜夜蛾的存活和大小,进而抑制斑痣悬茧蜂生长。     

拟南芥bHLH Ib转录因子调控FIT的转录

FIT是调控拟南芥铁稳态的一个关键调控因子，它在转录水平上受到缺铁诱导，但其背后的调控机制还不甚清楚。该研究以拟南芥bHLH38和FIT的单、双过表达植物及bHLH Ib四突变体植物为材料，采用缺铁(-Fe)处理实验和定量RT-PCR的方法从RNA角度分析了FIT转录水平的变化。结果表明：(1)在铁充足时，bHLH38过表达植物中FIT的转录水平显著高于其在野生型中的水平。(2)在bHLH Ib四突变体植物中FIT的转录水平不受缺铁诱导。(3)FIT单过表达不能激活内源FIT的转录，而在加铁(+Fe)条件下bHLH38和FIT的双过表达则可以激活内源FIT的转录。(4)在缺铁条件下，所有植物中FIT的转录水平均与野生型中的FIT水平无明显差异。基于以上结果认为，bHLH Ib转录因子是缺铁诱导FIT转录的必要条件，而非充分条件。该研究结果为深入了解植物通过多种途径共同维持铁稳态提供了新的见解。     

玉米JAZ家族基因ZmJAZ4的克隆及功能分析

JAZ(Jasmonate ZIM-domain)蛋白是植物特有的一类转录因子,通过抑制茉莉素调控基因的表达,在植物的生长发育及非生物胁迫等方面发挥重要的功能。从玉米B73自交系中克隆到一个新的JAZ家族基因Zm JAZ4,该基因c DNA全长为651bp,编码蛋白含有216个氨基酸,分子量约为23.1 k D,p I为10.78,属于碱性蛋白。Real-time RT-PCR结果表明,Zm JAZ4主要在茎端分生组织、雄穗、发育早期的种子以及胚乳中表达。系统进化分析显示,Zm JAZ4与At JAZ10转录因子相似性较高。亚细胞定位试验表明,Zm JAZ4定位于细胞核内。Zm JAZ4在酵母细胞中不具有转录激活活性。激素及胁迫处理表明,Zm JAZ4在地上部的表达受PEG、Na Cl、SA、GA和ABA诱导,而在地下部的表达受到ABA和GA诱导。结果分析表明,Zm JAZ4可能是一个重要的转录调控因子,参与调控多种激素信号通路及非生物胁迫响应。     

转录因子MYC2介导植物抗生物胁迫的研究进展

髓细胞组织增生蛋白(Myelocytomatosis proteins,MYC)类转录因子,是植物激素茉莉酸(JA)响应途径中的激活转录因子,广泛存在于动植物中,MYC2转录因子属于bHLH类转录因子家族,含有bHLH保守结构域,是当前MYC类转录因子中研究最透彻的一个。随着对植物抗生物逆境不断深入研究,对MYC2的研究亦逐渐清晰。本文综述了转录因子MYC2通过与下游靶基因形成一个层级转录级联,放大转录输出,参与调控植物抗生物逆境,着重阐述了水稻OsMYC2转录因子在抗生物逆境中的作用;茉莉酸ZIM结构域蛋白(Jasmonate ZIM-domain,JAZ)作为JA信号的转录抑制因子,抑制MYC2的活性并参与介导JA信号途径,为MYC2功能机制研究提供了参考,并对今后的研究热点与方向进行了展望。     

光信号转导因子HY5调控拟南芥分枝的功能研究

光是影响植物分枝的重要外在环境因素,但光信号因子HY5（ELONGATED HYPOCOTYL5）是否调控植物分枝目前尚不清楚。创制了HY5转基因超表达植株,并获得商业化T-DNA插入突变体纯合植株。通过比较野生型（WT）、超表达植株（HY5-OE）、突变体（hy5-215）的分枝数目发现,与野生型相比,超表达植株分枝数目显著增加,而突变体分枝数目则显著减少。进一步比较这些遗传材料的拟南芥植株分枝的负调控关键因子BRC1（BRANCHED1）转录本水平差异,发现与野生型相比,超表达植株中BRC1转录本显著下调、突变体中显著上调。研究结果表明,HY5通过抑制拟南芥分枝关键负调控因子BRC1的转录水平,进而促进拟南芥的分枝。研究结果为阐明HY5调控分枝的生物学功能提供了一定的理论依据。     

甜菜夜蛾体内酶活性对三种棉酚含量棉花的响应

在室内用3种不同棉酚含量的棉花饲养甜菜夜蛾幼虫,并在不同取食时间测定了甜菜夜蛾幼虫的营养物质、消化酶、保护酶和解毒酶活性的变化.实验结果表明,甜菜夜蛾幼虫取食高棉酚含量的棉花M9101品种6h后,体内的游离脂肪酸较取食其他两种低酚含量棉花出现了显著性的降低.甜菜夜蛾幼虫取食高棉酚含量的棉花M9101品种24h后,体内的胰蛋白酶较取食1,4,6h后出现了显著性的增加.甜菜夜蛾幼虫取食高棉酚含量的棉花M9101品种1,4,6,24h后,体内的过氧化氢酶和总超氧化物歧化酶显著高于取食低酚棉花品种ZMS13和HZ401,但体内显著较低的羧酸酯酶和乙酰胆碱酯酶酶活性显著低于取食低酚棉花品种ZMS13和HZ401.多因素方差分析表明,不同棉酚含量棉花品种除对甜菜夜蛾幼虫体内淀粉酶活性无影响外,对其他消化酶、保护酶和解毒酶活性均有显著性的影响.棉花品种和甜菜夜蛾不同为害时间的交互作用可显著影响甜菜夜蛾幼虫体内的羧酸酯酶和过氧化氢酶活性.测定对甜菜夜蛾不同为害时间体内酶活性对不同棉酚含量的棉花的响应,可有效评估植食性昆虫在植物次生代谢物质压力下的生理反应和抗性变化.     

拟南芥IQM1涉及主根生长对茉莉酸甲酯的反应

目的:进一步找出拟南芥钙调素结合蛋白IQM1介导茉莉酸信号转导的证据。方法:比较分析IQM1基因的功能缺失突变体iqm1-1及其野生型幼苗在茉莉酸甲酯(Me JA)处理后的主根长度和JAZ(jasmonate ZIM-domain)家族基因的表达。结果:Me JA抑制iqm1-1及其野生型植株的主根生长,但iqm1-1对Me JA反应的敏感度比野生型弱;与此结果一致,iqm1-1幼苗中几个JAZ基因表达上调。结论:IQM1介导茉莉酸信号转导,参与对植物根生长的调节。     

茉莉酸甲酯诱导邻近番茄植株抗斜纹夜蛾的浓度和距离效应

茉莉酸甲酯(Methyl jasmonate, MeJA)与植物间的防御通讯密切相关,其挥发性强,可以在空气中传播而诱导邻近植物产生防御反应,为探明MeJA诱导邻近植株抗虫性的浓度和距离效应,本研究在大棚(长4 m×宽1 m×高1 m)进口处喷以不同浓度MeJA,检测离气味源60 cm、120 cm、180 cm、240 cm和300 cm远的番茄植株叶片多酚氧化酶(Polyphenol oxidase, PPO),过氧化物酶(Peroxidase, POD)和脂氧合酶(Lipoxygenase, LOX)的活性以及斜纹夜蛾幼虫取食不同处理番茄植株叶片后的体重增长率,研究结果表明1 mmol/L和10 mmol/L MeJA挥发物可以显著诱导增强邻近番茄植株叶片PPO,POD和LOX酶的活性,以离10 mmol/L MeJA气味源60 cm处植株叶片的酶活性最高,并随着距离的增加而呈降低的趋势;取食60 cm和300 cm对照组植株叶片的斜纹夜蛾幼虫其体重增长率没有显著差异,然而1 mmol/L和10 mmol/L MeJA处理下,取食300 cm处植株叶片的斜纹夜蛾幼虫其体重增长率显著高于取食60 cm处的,相同时间下以取食10 mmol/L MeJA处理组60 cm处植株叶片的幼虫体重增长率最低,以上研究结果表明MeJA对邻近番茄植株抗虫性的诱导有明显的浓度和距离效应。     

寄主植物对甜菜夜蛾感染核型多角体病毒后黑化反应关键酶活性的影响

【目的】明确寄主植物对感染核型多角体病毒的甜菜夜蛾Spodostera exigua (Hübner)幼虫体内参与黑化反应的关键酶的影响。【方法】借助紫外分光光度计或酶标仪,测定了取食不同食物(蕹菜、甘蓝、黄豆和人工饲料)的感毒与未感毒甜菜夜蛾幼虫血淋巴中多酚氧化酶、酪氨酸羟化酶和多巴脱羧酶含量。【结果】两因素分析显示,感毒和食物两个因子及其交互作用显著影响幼虫血淋巴中这3种酶的活性;进一步比较发现,取食蕹菜的感毒幼虫多酚氧化酶活性最高,取食甘蓝的次之,而以黄豆和人工饲料为食物的多酚氧化酶活性最低,感毒幼虫血淋巴中其他两种酶活性也表现相同的趋势。【结论】寄主植物能够调控感毒甜菜夜蛾幼虫体内参与黑化反应的关键酶活性,而这些关键酶活性的变化可能与寄主植物调控甜菜夜蛾对核型多角体病毒的敏感性有关。     

植物JAZ蛋白的功能概述

茉莉酸作为重要的植物激素,在植物生长、繁殖和抗逆等诸多方面起重要的作用。茉莉酸途径的抑制因子JAZ(Jasmonate ZIM-domain,JAZ)蛋白(JAZs)是调节茉莉酸(JA)激素应答的关键因子,在没有JA存在时,JAZs抑制DNA-结合转录因子活性,从而调控JA应答基因转录;当有JA存在时,JAZs和冠菌素不敏感1(Coronatine insensitive 1,COI1)依赖JA分子发生互作,复合体被SCFCOI1识别并进入26S蛋白酶解途径降解,释放的转录因子启动JA应答基因转录。随着研究的深入,发现JAZs可以与许多转录因子互作,不仅调控了JA信号响应,还参与了其他激素信号通路。对JAZs的互作机制进行描述,阐述JAZs在植物激素调控网络中的作用。     

Resistance to Botrytis cinerea induced in Arabidopsis by elicitors is independent of salicylic acid, ethylene, or jasmonate signaling but requires PHYTOALEXIN DEFICIENT3

Oligogalacturonides (OGs) released from plant cell walls by pathogen polygalacturonases induce a variety of host defense responses. Here we show that in Arabidopsis (Arabidopsis thaliana), OGs increase resistance to the necrotrophic fungal pathogen Botrytis cinerea independently of jasmonate (JA)-, salicylic acid (SA)-, and ethylene (ET)-mediated signaling. Microarray analysis showed that about 50% of the genes regulated by OGs, including genes encoding enzymes involved in secondary metabolism, show a similar change of expression during B. cinerea infection. In particular, expression of PHYTOALEXIN DEFICIENT3 (PAD3) is strongly up-regulated by both OGs and infection independently of SA, JA, and ET. OG treatments do not enhance resistance to B. cinerea in the pad3 mutant or in underinducer after pathogen and stress1, a mutant with severely impaired PAD3 expression in response to OGs. Similarly to OGs, the bacterial flagellin peptide elicitor flg22 also enhanced resistance to B. cinerea in a PAD3-dependent manner, independently of SA, JA, and ET. This work suggests, therefore, that elicitors released from the cell wall during pathogen infection contribute to basal resistance against fungal pathogens through a signaling pathway also activated by pathogen-associated molecular pattern molecules.