《活性氧(H2O2)對胡楊葉蟲害時抗氰交替途徑的調節研究》是依託蘭州大學，由萬東石擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：活性氧(H2O2)對胡楊葉蟲害時抗氰交替途徑的調節研究
- 依託單位：蘭州大學
- 項目負責人：萬東石
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
蟲害一方面導致活性氧(H2O2)的大量釋放，另一方面導致茉莉酯酸(JA)信號途徑對水楊酸(SA)信號途徑的干擾。SA是植物抗氰交替途徑的關鍵誘導因子。但是，在部分蟲害植物中卻發現抗氰途徑令人驚奇地啟動。因此，可以假設除SA途徑外，抗氰交替途徑可能還存在另外的啟動路線，而這路線的關鍵誘導因子就是通過H2O2來調節的。本項目擬分別建立胡楊葉-蟲害和胡楊葉-H2O2實驗體系，驗證H2O2信號是啟動抗氰交替途徑另外一條路線的關鍵誘導因子。本項目將主要通過DAB組織定位確定H2O2的釋放位點，JA和SA途徑的阻斷來驗證H2O2對胡楊抗氰交替途徑的誘導；特別要驗證H2O2在蟲害時，誘導線粒體交替氧化酶編碼基因(AOX)的表達式樣。通過上述實驗證實H2O2對抗氰交替途徑的誘導方式、過程和機制。該項目的完成將進一步闡明和完善H2O2的作用機理和生物學功能，重新認識植物抗氰交替途徑的啟動方式。
結題摘要
本項目首先建立了胡楊葉-蟲害（Malacosoma neustria testacea）以及胡楊和灰楊與柵鏽病（Melampsora pruinosae）兩個互作體系。分別檢測了蟲害處理和H2O2處理過程中，胡楊葉片抗氰交替呼吸途徑的啟動及運行，葉片活性氧信號(H2O2)的含量，以及交替氧化酶（AOX2）和抗氧化物酶基因的表達情況。發現胡楊與蟲害互作過程中，引起了胡楊葉片抗氧化反應，而H2O2可能是啟動胡楊葉片抗氰交替途徑的關鍵誘導因子，胡楊圓形葉比披針形葉能經受更嚴重的蟲害脅迫；進而比較了胡楊及其近源種-灰楊AOX基因家族不同成員在柵鏽病侵染過程中的表達模式，抗氰交替途徑的啟動及運行。結果表明：胡楊在受到柵鏽病侵染中，呈現寄主性親和反應，比灰楊更容易受到柵鏽病菌的侵染，主要是因為其AOX2基因在長期進化中，其功能受到了鬆弛選擇。而灰楊AOX2基因則受到了顯著的較強的自然選擇，其對柵鏽病菌侵染的耐性是一種適應性進化過程。以上結果對於闡明植物抗氰呼吸途逕啟動及運行的生物學意義，以及AOX基因家族在近緣物種分化中的作用及進化歷史，具有重要的參考價值。
