基于iTRAQ技术的甘蔗受黑穗病菌侵染蛋白组分析

黑穗病已成为影响甘蔗产量和含糖量的重要病害。为从蛋白质水平探讨甘蔗应答黑穗病菌的分子机制,本实验选用抗黑穗病品种桂糖29号和感黑穗病品种崖城71-374,处理组用浸渍法接种黑穗病菌,对照组用无菌水模拟接菌,在接种180 d后采取甘蔗叶片,使用iTRAQ技术对蛋白质组进行研究。结果显示,桂糖29号中有定量信息蛋白1429个,差异表达蛋白290个,其中上调表达蛋白153个,下调表达蛋白137个;崖城71-374中有定量信息蛋白1576个,差异表达蛋白125个,其中上调表达蛋白55个,下调表达蛋白70个。抗病品种桂糖29号中差异表达蛋白数多于感病品种崖城71-374,且桂糖29号在KEGG富集到的代谢通路也更多,可能被侵染后抗病品种的免疫调节机制更为复杂,涉及的调控通路网更广。经对光合作用、抗氧化系统、钙信号、苯丙烷类代谢、激素相关差异表达蛋白及共有差异表达蛋白分析,发现光合作用通路、ROS、ABA、钙信号通路相关蛋白在2个品种中多为上调表达,且桂糖29号的上调表达蛋白数多于崖城71-374,可能参与甘蔗后期对黑穗病的应答。植物抗病是一个复杂的过程,需要多种功能与途径参与调控。在本实验中没有发现苯丙烷类代谢途径及一些酶(谷胱甘肽过氧化物酶、抗坏血酸过氧化物酶、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽硫转移酶、过氧化氢酶)、激素(生长素、乙烯、赤霉素)参与甘蔗的抗病过程,可能与采样时间有关。

甘蔗应答黑穗病菌侵染相关酶活性和内源激素含量的变化

【目的】研究不同甘蔗品种与黑穗病菌长期互作过程中相关酶活性及内源激素含量的变化,为甘蔗应答黑穗病菌侵染的抗性机制提供理论依据。【方法】选用抗黑穗病品种桂糖29号和感黑穗病品种崖城71-374,用浸渍法接种黑穗病菌,对照组用无菌水模拟接菌。在接菌后30、60、90和180 d取甘蔗+1位叶为样品,分析几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶和过氧化氢酶(CAT)活性及生长素(IAA)、细胞分裂素(CTK)和乙烯(ETH)含量的变化。【结果】在整个侵染期间,两个甘蔗品种叶片的几丁质酶活性、β-1,3-葡聚糖酶活性及IAA、CTK含量呈逐步降低或波动下降趋势,均在接种后180 d达最低值,而CAT活性整体上呈上升趋势,在接种后180 d达最高值;其中抗性品种桂糖29号的β-1,3-葡聚糖酶活性和ETH含量在整个浸染过程均高于感病品种崖城71-374。【结论】甘蔗在不同时期应答黑穗病菌胁迫的生理生化反应不同,感病品种与抗病品种的防御机制可能存在差异。