大白菜抗小菜蛾突变体硫甙含量及相关基因的表达分析

• 作者: 刘梦洋 卢银 王彦华 申书兴 赵建军 韩文素
• 来源期刊: 农业生物技术学报
• 关键词: 大白菜 硫代葡萄糖甙(GS) 小菜蛾 实时荧光定量PCR
• 年，卷（期）: 2015,（3）
• 所属期刊栏目: 研究论文与报告
• 页码范围: 320-328
• 页数: 9页
• 字数: 6234字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-7968.2015.03.005

摘要

硫代葡萄糖甙(glucosinolates,GS)是十字花科植物中重要的次生代谢物质.本研究以大白菜(Brssica campestris sub.pekinensis)甲基磺酸乙酯(ethyl methylsulfonate,EMS)诱变后代为研究对象,筛选抗小菜蛾的新种质,探索其抗性机理,明确大白菜硫甙含量与小菜蛾抗性之间的关系.通过网室和离体鉴定相结合的方法筛选到5份大白菜抗小菜蛾(Plutella xylostella L.)突变体,抗性级别达到1级.硫甙含量测定结果表明,抗小菜蛾突变体中脂肪族硫甙(2-羟基-3-丁烯基硫甙(progoitrin,PRO)、4-戊烯基硫甙(glucobrassicanapin,GBN))和吲哚族4-羟基-3-吲哚基甲基硫甙(4-hydroxyglucobrassicin,4-OH)高于野生型,大白菜脂肪族硫甙PRO含量的上升可能是小菜蛾抗性增强的主要原因.通过qRT-PCR计算突变体和野生型之间在硫甙相关基因上的相对表达量,结果表明,相对于野生型,转录因子28(myb family transcription factor 28,MYB28)、MYB29、依赖二酮戊二酸的双加氧酶(2-oxoglutarate-dependent dioxygenase,AOP2)和2-氧化酸双加氧酶(2-oxoacid-dependent dioxygenase,GSL-OH)表达量在5个突变体中的表达量分别增加了1.41～4.85、1.76～6.99、1.16～4.60、1.86～8.06和0.46～7.85倍.验证了硫甙相关基因MYB28、MYB29、AOP2和GSL-OH正向调控大白菜脂肪族硫甙合成途径,二磷酸尿核苷葡萄糖基转移酶(uridine diphosphate(UDP)-glucosyl transferase 74B1,UGT74B1)正向调控吲哚族硫甙合成途径.分析了上述基因的表达量与小菜蛾取食时间的关系,抗小菜蛾突变体相比于野生型,基因表达量峰值提前了16～20 h,可能是抗小菜蛾突变体抗性应激反应的表现.研究结果为进一步了解大白菜硫甙和小菜蛾抗性的调控关系,培育具有有益硫甙的抗虫大白菜新品种提供了基础资料.