【摘 要】
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菜心（Brassica rapa var.parachinensis）属于十字花科芸薹属薹用蔬菜,富含重要的次生代谢产物吲哚族硫苷（Indole glucosinolates,IG）。吲哚族硫苷及其水解产物对病虫害抗性等方面起重要作用。细胞色素P450的CYP家族CYP79B2和CYP83B1是吲哚族硫苷合成途径中的两个重要酶。为了了解同时过表达拟南芥CYP79B2和CYP83B1基因对菜心吲哚族
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（31572130）；
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菜心（Brassica rapa var.parachinensis）属于十字花科芸薹属薹用蔬菜,富含重要的次生代谢产物吲哚族硫苷（Indole glucosinolates,IG）。吲哚族硫苷及其水解产物对病虫害抗性等方面起重要作用。细胞色素P450的CYP家族CYP79B2和CYP83B1是吲哚族硫苷合成途径中的两个重要酶。为了了解同时过表达拟南芥CYP79B2和CYP83B1基因对菜心吲哚族硫苷合成、核盘菌侵染、甜菜夜蛾取食的影响,本研究以菜心为材料,通过农杆菌介导对CYP79B2/83B1进行遗传转化,并对核盘菌（S.sclerotiorum）和甜菜夜蛾（S.exigua）进行抗性研究等以及转录组测序分析,结果如下:1.得到1个CYP79B2/83B1过表达转基因株系,通过q RT-PCR分析发现T1代转基因植株基因表达量显著高于对照,CYP79B2和CYP83B1的表达水平分别是对照的约12倍和2倍,且转基因植株的IG含量显著高于对照植株,四种组分均显著增高,其中4-羟基吲哚-3-甲基硫苷增幅最大,是对照的5.7倍。2.转基因植株对核盘菌和甜菜夜蛾具有抗性,在叶片接种核盘菌后,转基因植株菌斑面积显著小于对照,是对照的0.4倍;在叶片喂养甜菜夜蛾后,当第三天时,取食转基因植株叶片的虫体显著小于对照,体重是对照的0.6倍。3.转录组测序分析发现,与对照相比,转基因植株中有152个上调表达基因和88个下调基因。功能分析发现这些富集到植物激素信号转导和MAPK信号通路的DEGs可能导致转基因菜心抗性的增强。构建了IG的合成途径,发现合成IG的基因上调表达和IG分解基因下调表达导致了IG的积累进而增加抗病性。4.转基因植株中MDA含量显著低于对照,是对照的0.62倍,POD活性显著高于对照,是对照的1.45倍。表明CYP79B2/83B1基因在菜心植株中过表达可以缓解胁迫、增强植株的抗性。
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