CN111616146A - 己酸诱导拟南芥对Pst DC3000抗性的应用及其方法 - Google Patents

己酸诱导拟南芥对Pst DC3000抗性的应用及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了己酸在拟南芥对Pst DC3000诱导抗性的应用及其方法，属于化合物诱导植物抗性领域；本发明中，己酸水溶液对培育四周龄的拟南芥进行灌根或者页面喷施处理两天之后，接种Pst DC3000，结果表明，用己酸处理的拟南芥幼苗显示出对Pst DC3000的抵抗力明显增加；己酸诱导拟南芥对Pst DC3000产生抗性具有水溶性好、使用量小、安全、绿色、廉价易得等优点。

Description

己酸诱导拟南芥对Pst DC3000抗性的应用及其方法
技术领域
本发明属于化合物诱导植物抗性领域，涉及一种化合物在植物诱导抗性中的应用及其方法，具体说涉及己酸诱导拟南芥对Pst DC3000抗性的应用及其方法。
背景技术
己酸是一种无色油状液体，带有类似羊的气味。己酸是脂肪酸，自然发现于动物脂肪及油中，可作香料、润滑油的增稠剂、橡胶加工助剂、清漆催干剂等。其分子式为C6H12O2，分子量为116.16，CAS号为142-62-1。
人们在深入研究植物的生长与发育时，曾经将玉米、番茄、豌豆、水稻、大麦、矮牵牛和金鱼草等植物作为模式模式基因系统来研究，但其结果都不尽人意。直至2000年,拟南芥成为第一个基因组被完整测序的植物，其生长周期短，基因组简单，是研究植物生理生化、植物分子生物学的理想材料，被科学家誉为“植物中的果蝇”。它在粮食增产、农作物耐逆、环境保护等领域做出了重要贡献。
拟南芥作为模式植物栽培时，为了使植株正常生长，培养出有代表性的群体以及潜在的新突变体在早期筛选过程中不致因病虫害侵袭而使表型丢失，必须注意病虫害防治。在植物体中，Pst DC3000可以协同一些病虫害加重对植物体的危害，如研究发现，松材线虫在结合有毒的Pst DC3000时，能够促进黑松的致病率。
如果直接运用化学农药杀灭Pst DC3000会造成环境污染，农药残留及抗药性等问题。植物的诱导抗性具有广谱、持久的特性。利用诱导剂诱导植物自身产生系统获得抗病性（Systemic Acquired Resistance,SAR）逐渐成为植物病害防治的发展方向。
已有研究表明，多种植物激活剂可以诱导植物产生抗性以抵抗病原菌的入侵。例如BTH(苯并噻二唑)、噻菌灵(PBZ)、茉莉酸甲酯(MeJA)、水杨酸（SA）等，其能诱导植物内的防御机制，起到抗病防病的作用。然而，这些植物激活剂(例如BTH)存在水溶性差，使用量大，影响植物生长，毒性大，价格昂贵等缺陷。
因此，在拟南芥栽培过程中利用化学诱导剂诱导其对Pst DC3000产生抗性时，急需寻找一种使用量小、安全、绿色、价格便宜等优点的诱导剂。这不仅对于拟南芥作为模式植株时的自身栽培和大量繁殖具有重大意义，而且对于诱导其他农作物对Pst DC3000产生抗性时，对化学诱导剂的选择也有很强的参考价值。
发明内容
本发明的目的是针对目前拟南芥防治Pst DC3000成本高，污染环境等问题，提供了己酸诱导拟南芥对Pst DC3000抗性的应用及其方法。己酸诱导拟南芥对Pst DC3000产生抗性具有使用量小、毒性小、安全、绿色、廉价易得等优点。
为了达到上述发明目的，本发明提供了己酸诱导拟南芥对Pst DC3000抗性的应用。
作为优选的技术方案，上述的己酸的应用浓度为0.4-1.0mM。
作为优选的技术方案，上述的己酸的应用浓度为0.6mM。
作为优选的技术方案，上述的拟南芥为4周龄的拟南芥植株。
作为优选的技术方案，上述的己酸溶液的溶剂为水。
为了达到上述发明目的，本发明还提供了一种己酸诱导拟南芥对Pst DC3000抗性的方法，所述方法包括如下步骤：
步骤一：培育拟南芥植株；
步骤二：配置0.4-1.0mM的己酸溶液，将配置好的己酸溶液对步骤一中的拟南芥植株进行灌根处理或者叶面喷施；
步骤三：将经过步骤二处理的拟南芥植株接种Pst DC3000。
作为优选的技术方案，上述步骤二中进行处理的拟南芥为步骤一中培育了4周龄的拟南芥植株。
作为优选的技术方案，上述步骤二中配置己酸溶液使用的溶剂为水。
作为优选的技术方案，步骤三将经过步骤二处理两天的拟南芥植株接种PstDC3000。
本发明的有益效果在于：1.本发明中将己酸溶液在接种Pst DC3000之前对拟南芥植株进行灌根处理或者叶面喷施，能快速上调活性氧的积累并调控植物抗病相关基因的表达和体内抗性相关酶的活性，能明显提高拟南芥对Pst DC3000的抗性。
2.本发明中己酸低毒，廉价易得，其诱导拟南芥对Pst DC3000产生抗性的用量少，不产生二次污染。
附图说明
图1是实施例四中预先用0.6mM的己酸水溶液处理的拟南芥植株在接种了PstDC3000的4天后与对照植株叶片上病斑数量对比图。
图2是实施例四中预先用0.6mM的己酸水溶液处理的拟南芥植株在接种了PstDC3000之后0天，2天和4天与对照植株体内Pst DC3000滴度对比图。
图3是实施例六中预先用0.6mM的己酸水溶液处理的拟南芥植株与对照植株体内抗病相关基因的表达情况对比图。
图4是实施例七中预先用0.6mM的己酸水溶液处理的拟南芥植株与对照植株体内累积的活性氧含量对比图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
本发明说明书和权利要求书中所引用的各术语含义如下所述，其他未尽说明术语均为本领域通用术语，除非另有说明。
24 hpi：感染后24小时（24 hour post infection）。
Pst DC3000：丁香假单胞番茄叶斑病菌(Pseudomonas syringae pv. tomatoDC3000)。
植物材料：拟南芥（Arabidopsis thaliana）野生型 (Columbia,Col)。
菌种：Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000菌株，由美国普渡大学的Tesfaye Mengiste提供。
主要实验试剂：DAB、NBT药品购置于Sigama公司；实时荧光定量PCR（qRT-PCR）相关的试剂购买于Takara公司；己酸购置于Sigama公司；相关的酶活性测定试剂盒购置于南京建成公司。
实施例一：拟南芥植株的的培育
将野生型拟南芥（Col-0）的种子悬浮于0.1%琼脂糖溶液中，于4℃下低温春化2-4天，播种于混合营养土中（蛭石：草木灰：珍珠岩=6:2:1），施肥料，肥料与水按质量体积比l:1000稀释，覆膜2-3天以利出苗。培养温度保持在22-24℃，相对湿度为80%，光照强度约为85μmol·s-1·m-2，光照时间为16小时。其它水份、虫害和栽培管理按常规。将4周龄的拟南芥植株用于实验处理。
实施例二：己酸的处理
配置0.6mM的己酸水溶液。用0.6mM的己酸水溶液对拟南芥植株进行灌根处理，相同体积的水进行灌根处理作为对照，2天后，进行Pst DC3000的接种。
实施例三：Pst DC3000的培养
将Pst DC3000在含有25 mg/L利福平的固体King's B培养基上，于28℃培养箱中培养2天后得以活化，挑取单菌落于含有同样抗生素的液体培养基中28℃，200rpm，扩大培养直至OD600=0.6-1.0，然后2500g离心10min，收集菌体。将收集的菌体用10mM的MgCl2溶液重悬，并调节细菌浓度至OD600=0.002（106cfu/mL），即可用于接种。
实施例四：Pst DC3000的接种和细菌生长情况的检测
将0.6mM的己酸水溶液预先对拟南芥植株进行灌根处理，2天后接种Pst DC3000，接种时用不带针头的1mL的针管抵住拟南芥叶片的背面，通过针管注射的压力使细菌悬浮液通过气孔进入细胞间隙。
如附图1所示，预先用0.6mM的己酸水溶液处理的拟南芥植株在接种了Pst DC3000的4天后，与对照植株相比，叶片上出现的病斑较小。
在按上述方法接种0天，2天和4天后分别收集注射接种叶片来检测叶片中细菌的生长状况。在每个时间点上分别从预先用0.6mM的己酸水溶液或者水处理的叶片上用直径为10 mm的打空器来获得相同大小的叶盘，将叶盘样品研磨成匀浆，作梯度稀释后，取100μL稀释液涂布于含25mg/L利福平的固体King’s B培养基上，28℃培养2天后计数菌落数量，并计算出cfu/cm2。在每个检测点，从各株系植株上各收集10片接种的叶片，每个试验重复3次，实验数据用SPSS软件进行方差分析。如附图2所示，预先用0.6mM的己酸水溶液处理的拟南芥植株体内细菌的数量比对照植株少。
这些都表明预先处理0.6mM的己酸水溶液的拟南芥植株与对照植株相比，对PstDC3000的抗性增加。
实施例五：总RNA的提取
总RNA的提取采用TRIzol的方法，具体操作如下：取叶片在液氮中充分研（研磨要迅速，最好不要超过1分钟）；然后将研磨号的粉末装入离心管中；每使用1mL的TRIzol加0.2mL氯仿，盖好管盖，剧烈振荡15秒，室温放置3分钟；4oC，10000rpm离心10-15分钟；把水相转移到新管中并加入等体积异丙醇，混匀，室温放置20-30分钟；4oC，10000rpm离心10分钟，去上清；加入1mL75%乙醇洗涤沉淀（每使用1mL的TRNzol至少用1mL75%乙醇对沉淀进行洗涤)；4oC，5000rpm离心3分钟，倒出液体；室温放置晾干，根据实验需要，加入30-100L的RNase-free水，溶解RNA。
实施例六：荧光实时定量PCR（qRT-PCR）
提取的总RNA样品，按照Takara反转录试剂盒说明先去除RNA中DNA的污染。然后按照试剂盒说明书进行反转录，获得相应的cDNA。qRT-PCR反应采用SYBR Green I 作为反应荧光染料，以拟南芥Actin基因作为内参基因，进行反应。反应在CFX96TM Real-time System (Bio-Rad, Hercules, CA, USA)仪器中进行。所用的引物如下：
AtPR1-qRT-F：5’-CGTCTTTGTAGCTCTTGTAGGTG-3’；
AtPR1-qRT-R：5’-TAGATTCTCGTAATCTCAGCTCT-3’；
AtPR3-qRT-F：5’-CGTTGTGGCTCTTTACAAACAACAAAAC-3’；
AtPR3-qRT-R：5’-GAAATTAACTTCATACTTAGACTGTCGAT-3’；
AtPR5-qRT-F：5’-ATGGCAAATATCTCCAGTATTCACA-3’；
AtPR5-qRT-R：5’-ATGTCGGGGCAAGCCGCGTTGAGG-3’；
AtPDF1.2-qRT-F：5’-GCTAAGTTTGCTTCCATCATCACCCTT-3’；
AtPDF1.2-qRT-R：5’-AACATGGGACGTAACAGATACACTTGTG-3’。
如附图3所示，预先用0.6mM的己酸水溶液处理的拟南芥植株在接种Pst DC3000后，AtPR1和AtPR5的表达量与对照植株相比，显著增加，而AtPDF1.2和AtPR3的表达量与对照植株相比，显著降低。这些都表明了0.6mM的己酸水溶液诱导了拟南芥对Pst DC3000的抗性，可能是通过对抗病相关基因表达的调控来实现的。
实施例七：DAB染色检测活性氧的产生
采用DAB染色法检测0.6mM的己酸水溶液处理的拟南芥植株和对照植株在接种PstDC3000前后，植株体内活性氧的积累情况。
具体操作如下：拟南芥植株预先用0.6mM的己酸水溶液或者水处理，2天后分别接种Pst DC3000。24小时后，分别摘取叶片并浸没在含有1mg/mLDAB（Sigma-Aldrich）（pH3.8）溶液中，黑暗条件下放置3小时，然后在95%的酒精中沸水洗脱叶片中的叶绿素至无色，接着保存在50%的乙醇中保存并拍照。
如附图4所示，预先用0.6mM的己酸水溶液处理的拟南芥植株，与对照植株相比，积累了较多的活性氧。这表明了预先用0.6mM的己酸水溶液预处理诱导拟南芥对Pst DC3000的抗性，可能是通过诱导植株体内活性氧的积累来实现。
实施例八：
实施例八将上述实施例一至实施例七中所使用的0.6mM的己酸水溶液替换为0.4mM的己酸水溶液进行实验操作，其他步骤和实验条件不变，实验结果表明0.4mM的己酸水溶液诱导拟南芥对Pst DC3000抗性也达到很好的效果。
实施例九：
实施例九将上述实施例一至实施例七中所使用的0.6mM的己酸水溶液替换为1.0mM的己酸水溶液进行实验操作，其他步骤和实验条件不变，实验结果表明1.0mM的己酸水溶液诱导拟南芥对Pst DC3000抗性也达到很好的效果。
上面结合附图对本发明实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，对于本领域普通技术人员来说，还可以在不脱离本发明的前提下作若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.己酸诱导拟南芥对Pst DC3000抗性的应用。
2.根据权利要求1所述的己酸诱导拟南芥对Pst DC3000抗性的应用，其特征在于，所述己酸的应用浓度为0.4-1.0mM。
3.根据权利要求2所述的己酸诱导拟南芥对Pst DC3000抗性的应用，其特征在于，所述己酸的应用浓度为0.6mM。
4.根据权利要求1所述的己酸诱导拟南芥对Pst DC3000抗性的应用，其特征在于，所述的拟南芥为4周龄的拟南芥植株。
5.根据权利要求2所述的己酸诱导拟南芥对Pst DC3000抗性的应用，其特征在于，所述的己酸溶液的溶剂为水。
6.一种己酸诱导拟南芥对Pst DC3000抗性的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤一：培育拟南芥植株；
步骤二：配置0.4-1.0mM的己酸溶液，将配置好的己酸溶液对步骤一中的拟南芥植株进行灌根处理或者叶面喷施；
步骤三：将经过步骤二处理的拟南芥植株接种Pst DC3000。
7.根据权利要求6所述一种己酸诱导拟南芥对Pst DC3000抗性的方法，其特征在于，步骤二中进行处理的拟南芥为步骤一中培育了4周龄的拟南芥植株。
8.根据权利要求6所述一种己酸诱导拟南芥对Pst DC3000抗性的方法，其特征在于，上述步骤二中配置己酸溶液使用的溶剂为水。
9.根据权利要求6所述一种己酸诱导拟南芥对Pst DC3000抗性的方法，其特征在于，步骤三将经过步骤二处理两天的拟南芥植株接种Pst DC3000。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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LOREDANA SCALSCHI 等: "Resistance Inducers Modulate Pseudomonas syringae pv. Tomato Strain DC3000 Response in Tomato Plants", 《PLOS ONE》 *
LOREDANASCALSCHI 等: "Hexanoic acid is a resistance inducer that protects tomato plants against Pseudomonas syringae by priming the jasmonic acid and salicylic acid pathways", 《MOLECULARPLANT PATHOLOGY》 *

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