植物中鞘脂類代謝與抗蟲性的相關(guān)性

1、植物中鞘脂類代謝與抗蟲性的相關(guān)性植物鞘脂類物質(zhì)及其代謝前體長(zhǎng)鏈基團(tuán)類（LCBs）作為活性分子在免疫應(yīng)答中起了重要作用。LCBs植物發(fā)育的多個(gè)方面作用很關(guān)鍵，包括：細(xì)胞生長(zhǎng)、分化、繁殖、細(xì)胞死亡及對(duì)各種脅迫下的應(yīng)激反應(yīng)。這些LCBs的生物合成與由絲氨酸棕植I轉(zhuǎn)移酶（SPT）催化的L-絲氨酸和棕植I酰-CoA的縮合反應(yīng)有關(guān)。為闡述SPT的作用及鞘脂類物質(zhì)在植物抗植食者中的作用,開展了一系列實(shí)驗(yàn)。我們從水稻中克隆了一個(gè)名為OsLCB2a1的基因。OsLCB2a供因的OR助1470bp,編碼489個(gè)氨基酸，分別與玉米Zeamays的SPT2,本氏煙Nicotianabanthamiana的SPT?口擬

2、南芥Arabidopsisthalian的LCB2分別有90%、84%和82%的一致性。OsLCB2a猿因被未!飛虱（BPH）的取食所誘導(dǎo)。OsLCB2a1S因在水稻抗褐飛虱品種如Mudg琲口IR64中的表達(dá)量高，與BPH的感蟲性指標(biāo)數(shù)呈負(fù)相關(guān)。當(dāng)水稻苗被20頭BPH勺若蟲取食時(shí)，在品種態(tài)平粕（Taiping）和IR64中該基因mRNAK平明顯升高。在上述3種水稻品種上接種BPHg蟲后，分別在1、2、4、8h、16和24h檢測(cè)該基因白表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)IR64和Taiping中接蟲2h后該基因表達(dá)量升高;檢測(cè)上述三水稻品種的不同部位表達(dá)差異發(fā)現(xiàn),IR64的葉片和Taiping的葉鞘中基因表達(dá)量很高

3、，而在感蟲品種TN1所有植株部位中該基因的表達(dá)都很低。在OsLCB2a18因翻譯水平上,分別對(duì)3種水稻品種的苗期、拔節(jié)期和抽穗期進(jìn)行了比較,發(fā)現(xiàn)分蘗期IR64和Taiping上該基因表達(dá)最高。利用農(nóng)桿菌深層轉(zhuǎn)化系統(tǒng)將OsLCB2a供因轉(zhuǎn)至擬南芥野生型和突變體植株中突變體植株比野生型對(duì)照組植株矮小、葉片窄小。將OsLCB2alS因轉(zhuǎn)至突變體中發(fā)現(xiàn)OsLCB2a值因能夠回補(bǔ)突變體的表型。過表達(dá)植株與對(duì)照植株表型相似。通過TAILPCR法驗(yàn)證了轉(zhuǎn)基因植株中T-DNA的邊界序列和插入位置,表明過表達(dá)植株中插入位點(diǎn)在AT5G5690ah游1kb,AT5G56890下游2.7kb處，無(wú)任何注釋基因被打斷；

4、而突變體回補(bǔ)植株的插入位點(diǎn)在AT5G2463吶。取4周大擬南芥葉子，通過定量PCR僉測(cè)發(fā)現(xiàn)，過表達(dá)植株和突變體回補(bǔ)植株中該基因表達(dá)分別增加了33倍和28倍。鞘脂類物質(zhì)含量檢測(cè)表明:過表達(dá)植株中含有較高的LCBs和神經(jīng)酰胺；與對(duì)照植株相比，過表達(dá)植株中含量較多的LCBs中植物鞘氨醇(t18:0)增加了1.7倍,植物神經(jīng)酰胺增加了1.3倍。OsLCB2a猿因的過表達(dá)對(duì)昆蟲有抗性。14d后在過表達(dá)植物上生長(zhǎng)的桃財(cái)Myzuspersicae種群密度小于其在變體植株和對(duì)照植株上的種群大小。突變體植株上的桃蚜種群數(shù)量近乎于過表達(dá)植株的2倍,這表明OsLCB2a1基因的過表達(dá)可能增加了鞘脂類物質(zhì)的含量從而提

5、高了轉(zhuǎn)基因植株對(duì)桃蚜的抗性。為了驗(yàn)證財(cái)蟲的取食行為是否是OsLCB2a值因的過表達(dá)所影響，我們對(duì)突變體植株、過表達(dá)植株、突變回補(bǔ)植株上所得的桃財(cái)取食電位圖(EPG激據(jù)進(jìn)行了比較。在所有植株中第一次刺吸的時(shí)間相似;與空白對(duì)照相比,在過表達(dá)植株上桃蚜需要1.6倍的時(shí)間完成第一次韌皮部刺吸階段;在過表達(dá)植株上的蚜蟲比在突變體和空白植株上的蝦蟲花費(fèi)更少的時(shí)間，其中分泌唾液進(jìn)入勃皮部的時(shí)間，吸食韌皮部汁液及在韌皮部停留時(shí)間均減少。而且桃蚜在過表達(dá)植株上的非刺吸階段明顯長(zhǎng)于其在空白對(duì)照植株、突變回補(bǔ)植株、突變植株;在過表達(dá)擬南芥植株上測(cè)到的F波時(shí)間更長(zhǎng),刺吸次數(shù)數(shù)量也較多;G波的時(shí)間較短,數(shù)量較少暗示出蚜蟲從過表達(dá)植株中取食木質(zhì)部汁液的時(shí)間較短。另外，實(shí)驗(yàn)還表明OsLCB2a傅響FB1誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡。總之，