病程相關蛋白基因StPRp27對魔芋軟腐病抗性研究.pdf

1、魔芋為天南星科魔芋屬多年生草本植物，廣泛分布于我國西南山區(qū)，因其球莖富含葡甘聚糖而具有較高的利用價值。魔芋軟腐病是由胡蘿卜軟腐歐文氏菌屬胡蘿卜軟腐亞種（Erwinia carotovora subsp．carotovora）引起的細菌性病害，我國大部分魔芋產區(qū)均有此病的發(fā)生，嚴重時造成魔芋毀滅性災害。然而，魔芋中尚未發(fā)現(xiàn)抗軟腐病種質資源。病程相關蛋白（Pathogenesis-related proteins，PR）是植物在病原入侵的病

2、程過程中誘導表達的一類蛋白質，具有廣譜抗病性。但由于病程相關蛋白是一個龐大的基因家族，家族中不同成員對病原菌的抗性存在一定特異性。病程相關蛋白基因StPRp27是馬鈴薯病程相關蛋白基因，屬于PR-17家族。本課題首先對該基因蛋白對魔芋軟腐病菌的抑制作用進行研究，在此基礎上利用植物表達載體轉化魔芋，以獲得抗魔芋軟腐病的轉基因系，為魔芋抗軟腐病基因工程育種奠定基礎。主要研究結果如下：
　　 1．StPRp27蛋白對魔芋軟腐病菌具有明

3、顯的抑制作用。將馬鈴薯病程相關蛋白基因StPRn27亞克隆到原核表達載體pGEX-6p-1中，得到原核表達質粒pGEX-StPRp27，并將其轉化原核表達宿主菌E．coli菌株BL21（DE3）進行原核表達。不同誘導條件表達結果顯示，在IPTG濃度為0.1mM、溫度為22℃時，可以獲得可溶性GST-StPRp27蛋白。進一步純化得到了分子量大小約51kd的GST-StPRp27融合蛋白，該蛋白抑菌試驗結果表明，GST-StPRp27融合

4、蛋白較谷胱甘肽（GST）蛋白具有更強的抑制魔芋軟腐病菌（Erwinia carotovora subsp．carotovora）生長的效果，隨著濃度的增加抑菌效果增強，當GST-StPrp27濃度增加到0.08mM時，病菌基本停止生長，證明StPRp27對魔芋軟腐病菌的生長具有明顯抑制作用。
　　 2．花魔芋轉化受體篩選。試管苗形態(tài)學下部葉柄切段愈傷組織誘導率達到100％，且誘導形成的愈傷組織較大；而試管苗形態(tài)學上部葉柄切段愈傷

5、組織誘導率只有54.4％，誘導形成的愈傷組織也較??；試管苗形態(tài)學中部葉柄切段愈傷組織誘導能力則介于上部和下部之間。研究還發(fā)現(xiàn)，部分預培養(yǎng)3周的葉柄切段已經誘導形成了愈傷組織，并且葉柄切段間狀態(tài)存在明顯差異；而預培養(yǎng)兩周的花魔芋試管苗葉柄切段無明顯愈傷組織形成，葉柄切段間狀態(tài)差異亦不明顯。以預培養(yǎng)2周的葉柄作為轉化受體較為適宜。
　　 3．花魔芋轉化體系的建立與轉基因植株獲得。在以預培養(yǎng)2周的試管苗葉柄切段為外植體進行遺傳轉化時，