【摘 要】
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水稻黑条矮缩病(Rice black-streaked dwarf virus disease)以及条纹叶枯病(Rice stripe virus disease)是我国水稻常见且危害较大的两种病症,开发高效可行的防治措施有助于提高我们的粮食生产安全。近年来,研究发现褪黑素(Melatonin,MT)和一氧化氮(Nitric oxide,NO)可以诱导提高植物对病原物的抗性,但是大多数研究集中于双
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水稻黑条矮缩病(Rice black-streaked dwarf virus disease)以及条纹叶枯病(Rice stripe virus disease)是我国水稻常见且危害较大的两种病症,开发高效可行的防治措施有助于提高我们的粮食生产安全。近年来,研究发现褪黑素(Melatonin,MT)和一氧化氮(Nitric oxide,NO)可以诱导提高植物对病原物的抗性,但是大多数研究集中于双子叶植物与病原物互作方面,且病原物都限于细菌、真菌和线虫等,抗病毒方面的研究相对较少。已有研究表明水杨酸(Salicylic,SA)作为一个被广泛认可的病程相关激素,MT和NO可以单独或者协同诱导植物对细菌的抗性,但是不清楚他们之间是否存在互作。针对上述问题,本论文发现:1)NO可以通过诱导SA生成来提高水稻对黑条矮缩病毒(Rice black-streaked dwarf virus,RBSDV)的抗性;2)MT可以通过诱导NO生成来提高水稻对条纹病毒(Ricestripe virus,RSV)的抗性。具体结果如下:(1)水稻对RBSDV的不同抗性与体内NO及SA含量相关。NO供体硝普钠(Sodiumnitroprusside,SNP)能以浓度依赖方式降低水稻黑条矮缩病的发病率,SNP的施加可以增大水稻体内NO以及后续SA含量并上调抗病基因的表达水平。NO清除剂cPTIO能降低NO含量并加重植物的病情,SNP的处理可逆转该过程。不同处理组中游离态SA与NO含量呈正相关,NO可以上调SA途径抗病基因OsPR1b和OsWRKY45的相对表达量。NO另外两种供体亚硝基谷胱甘肽(S-Nitrosoglutathione,GSNO)和NONOate验证了上述NO的作用,同时SA同源类似物苯并噻二唑(Benzothiadiazole,BTH)也验证了上述SA的作用。此外,通过使用NO缺失型突变体nia2进行遗传学实验,我们同样证明了 NO对于水稻抗RBSDV的重要作用。(2)水稻对RSV的不同抗性与体内MT及NO含量相关。MT和SNP都能以浓度依赖方式降低水稻条纹叶枯病的发病率,二者均可以增大水稻体内NO含量并上调抗病基因OsPR1b和OsWRKY45的表达水平。NO清除剂cPTIO能降低NO含量并加重植物的病情,同时可以逆转MT减缓病情的效果,说明MT可能是通过诱导NO参与水稻抗RSV的。进一步研究结果表明RSV胁迫可以诱导MT和NO的生成,并且MT处理可以诱导NO含量上升,而NO却不能诱导MT,这说明了 MT位于NO的上游。上述结果说明MT可以诱导NO合成来增强水稻对RSV的抗性。综上,我们运用药理学、分子生物学以及遗传学的方法证明,SA参与了 NO诱导的水稻对RBSDV的抗性,MT可以通过诱导NO合成参与水稻抗RSV的过程。
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