模擬酸雨對(duì)擬南芥抗病性的影響及機(jī)理探究.pdf

1、繼歐洲與美國(guó)之后，中國(guó)已經(jīng)成為第3大酸雨區(qū)。中國(guó)也已經(jīng)有30％的國(guó)土正在遭受著酸雨的“侵襲”。而酸雨不僅可以腐蝕建筑物和文物古跡，還可以破壞世界各地的生態(tài)系統(tǒng)，使得植物受到不同程度的脅迫，表現(xiàn)出生產(chǎn)力下降的趨勢(shì)。因此，植物如何響應(yīng)酸雨脅迫引起了越來(lái)越多人的關(guān)注。有研究表明：天目山的柳杉古樹(shù)群在酸雨和病蟲(chóng)害的聯(lián)合作用下，表現(xiàn)出生長(zhǎng)衰退，甚至死亡的現(xiàn)象[1]。這也讓本實(shí)驗(yàn)的研究更具有現(xiàn)實(shí)意義。
　　本實(shí)驗(yàn)以擬南芥為實(shí)驗(yàn)材料，探究其在模

2、擬酸雨處理下抗病性的變化。主要的研究結(jié)果如下：
　　（1）對(duì)模擬酸雨處理后的擬南芥（實(shí)驗(yàn)組）葉面積進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)模擬酸雨可以使葉面積增長(zhǎng)率減小。同時(shí)t-test的結(jié)果顯示3天模擬酸雨處理后的擬南芥與對(duì)照組之間存在顯著性差異。
　?。?）對(duì)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的丙二醛（MDA）相對(duì)含量以及三種抗氧化酶的活性進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果顯示3天的模擬酸雨處理可以使擬南芥MDA相對(duì)含量升高以及過(guò)氧化物酶（POD）、抗壞血酸過(guò)氧化物酶（APX）的活性增

3、強(qiáng)。這說(shuō)明3天的模擬酸雨處理對(duì)擬南芥的膜脂造成了一定的損害，同時(shí)活性升高的POD、APX正在加速清除植物體內(nèi)的活性氧。這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明3天是一個(gè)合適的模擬酸雨處理時(shí)間，可以引起擬南芥生理表型的變化，有利于下一步實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行。
　　（3）利用丁香假單胞菌(Pseudomonas syringaepv.maculicolaES4326，Psm ES4326)檢測(cè)了擬南芥在不同處理下的抗病能力，細(xì)菌病原計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)表明3天的模擬酸雨處理可以使擬

4、南芥內(nèi)病原菌的數(shù)量下降約2-5倍，類似于水楊酸處理（病原菌的數(shù)量下降10倍左右）。模擬酸雨可能通過(guò)改變擬南芥水楊酸信號(hào)通路上的基因的表達(dá)量，使植株表現(xiàn)出對(duì)病原菌更強(qiáng)的耐受性。
　?。?）利用熒光定量PCR技術(shù)對(duì)模擬酸雨處理前后以及病原菌接種后的擬南芥相關(guān)基因的表達(dá)量進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果表明：模擬酸雨處理后，水楊酸（SA）與茉莉酸（JA）信號(hào)通路上的下游基因劇烈上調(diào)，上游基因上調(diào)幅度不大；而接種后的前12h，實(shí)驗(yàn)組的PR1基因的轉(zhuǎn)錄水平一

5、直明顯高于對(duì)照組，這應(yīng)該是造成模擬酸雨處理后的擬南芥更抗病的直接原因。
　?。?）對(duì)NahG、npr1等擬南芥株系進(jìn)行細(xì)菌病原計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)。其中轉(zhuǎn)基因株系NahG因持續(xù)表達(dá)細(xì)菌中的水楊酸羥化酶而不能積累SA，而NPR1基因是SA信號(hào)通路中的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，npr1突變體無(wú)法對(duì)SA及病原菌的入侵作出有效響應(yīng)。我們的結(jié)果發(fā)現(xiàn):NahG、npr1的實(shí)驗(yàn)組和各自的對(duì)照組之間沒(méi)有顯著性差異，同批次野生型（Col-0）的實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組之間存在顯著性