南方水稻黑条矮缩病毒(Southern rice black-streaked dwarf virus, SRBSDV),属于呼肠孤病毒科(Reoviridae),斐济病毒属(Fijivirus),由SRBSDV引发的水稻病毒病在中国南方的主要水稻种植区及越南北部的水稻种植区严重暴发,极大地影响了我国水稻产量的生产。矮缩(dwarf)是南方水稻黑条矮缩病的显着症状之一。许多学者通过对赤霉素合成或诱导途径相关基因的研究表明活性赤霉素对植物的生长高度有一定的调控能力。本课题利用高效液相色谱技术(HPLC)、荧光定量PCR技术、水稻遗传转化体系、酵母双杂交技术来解释SRBSDV导致水稻植株矮缩的分子机制,得到结果如下： 1.采用高效液相色谱技术(HPLC)初步检测了抽穗期感染SRBSDV水稻和相同时期健康水稻植株中的赤霉素含量差异,结果发现抽穗期健康植株中的活性赤霉素含量为病株的2.11倍。 2.利用荧光定量PCR技术检测了在南方水稻黑条矮缩病毒(SRBSDV)侵染后不同时期病、健株水稻内源赤霉素合成与诱导相关基因的mRNA表达情况,结果显示感病植株中参与赤霉素合成途径的OsGA20ox1、OsGA20ox2基因表达量均明显的下调,分别为健康水稻的0.06倍和0.30倍;基因OsGA2ox3的表达量上调,约为健康植株的2倍;参与赤霉素信号途径的OsGID2基因表达量明显下调,为健康植株的0.60倍。 3.我们构建了OsGA20ox1、OsGA20ox2、OsGID2及OsGA2ox3的RNAi载体和OsGA20oX1、OsGID2及OsGA2ox3的过表达载体,利用水稻遗传转化体系获得了相应的转基因水稻株系。分析转基因水稻的表型后揭示,阳性OsGA20ox1、OsGA20ox2和OsGID2的RNAi转基因植株与OsGA2ox3过表达植株均表现出半矮化表型,其中OsGA20ox2的矮化程度较不明显;阳性OsGA20ox1过表达转基因水稻表现出细长表型,茎秆细长,叶片窄小,易倒伏。OsGID2的过表达转基因水稻和OsGA2ox3的RNAi阳性水稻茎秆较阴性水稻高,但茎秆细长程度不明显。 4.采用酵母双杂交技术分析得到催化合成活性赤霉素的GA20ox1氧化酶与SRBSDV-Pns52之间存在互作关系;降解活性赤霉素的GA2ox3氧化酶与SRBSDV-Pns52、 SRBSDV-Pns6均存在互作关系。据此推测SRBSDV-Pns52可能影响了活性赤霉素的合成与降解。SRBSDV-Pns6是个沉默抑制子,在感染SRBSDV的水稻中可能通过增加GA2ox3氧化酶使得活性赤霉素大量转换成非活性赤霉素,从而使感病水稻植株显现矮缩的症状。 综上所述,本文基本确定了SRBSDV通过介导赤霉素合成途径影响了水稻体内活性赤霉素的含量,从而诱发产生植株矮缩的症状,进一步加深了对感染SRBSDV水稻矮缩的分子机制的认识。……
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