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茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)作为一种信号转导分子,在植物生长发育、代谢调节、抗病、耐逆、防御相关基因的诱导表达等方面均起着重要的作用。在实验室前期研究的基础之上,以“桂农粘”水稻(Oryza sativa L.)、“甘五号”大麦(Hordeum vulgare L.)为材料,研究茉莉酸甲酯与禾谷类α-淀粉酶基因表达调控及与细胞程序性死亡的关系。 梯度浓度的MeJA处理水稻种子1d、3d、5d之后,通过半定量RT-PCR,发现高浓度MeJA(10-6mol/L~10-4mol/L)能在种子萌发的早期(1d、3d)抑制RAmylA基因的表达,随着浓度的降低,抑制作用减弱,在萌发第5d时,高浓度MeJA仍具有轻微的抑制作用,而低浓度的MeJA对RAmylA基因的表达有轻微的促进作用.在种子萌发的过程中,检测发现,ABA诱导表达的基因PKABA1与GA信号通路中的转录调节因子CAMyb的表达呈相反的趋势,即PKABA1随着培养时间的增加,表达量呈下降趋势,而GAMby表达量则随培养时间的增加而逐渐上升。 梯度浓度的MeJA处理去胚水稻籽粒1d、3d、5d之后,通过半定量RT-PCR,发现高浓度MeJA(10-6mol/L~10-4mol/L)抑制RAmy1A基因的表达,MeJA浓度越高,抑制作用越强,低浓度MeJA则促进RAmy1A基因的表达。随着培养时间的增加,对RAmy1A的抑制作用减弱。PKABA1与GAMyb的表达趋势与水稻种子中的一样,即,PKABA1随着培养时间的增加,表达量呈下降趋势,而GAMby表达量则随培养时间的增加而逐渐上升。以大麦糊粉层为材料,用MeJA处理24h、48h得到的结果与去胚水稻籽粒得到的结果基本一致。并且发现ABA诱导表达的基因HvWRKY38用茉莉酸甲酯处理之后,有高水平的表达量。表明MeJA抑制禾谷类α-淀粉酶基因的表达,主要是通过WRKY基因家族成员以及PKABA1起作用的,它们共同作用于GAMby,最终抑制α-淀粉酶基因的表达。 凝胶扩散法、3,5-二硝基水杨酸法测定α-淀粉酶活性,发现高浓度的MeJA(10-6mol/L~10-4mol/L)能抑制α-淀粉酶的活性,但随着培养时间的增加,抑制作用会减弱。 高效液相色谱法测定经MeJA处理过的水稻种子内源激素,发现MeJA能降低内源GA和IAA的含量,增加内源ABA的含量,并且具有浓度依赖性。表明,MeJA可能是通过调节多种内源激素水平,使种子体内保持较低水平的GAs、IAA,是MeJA抑制水稻种子萌发的主要作用机理。 以大麦为材料研究MeJA对糊粉层细胞程序性死亡的影响,通过光学显微镜和荧光显微镜观察发现,高浓度MeJA(10-6mol/L~10-4mol/L)能抑制糊粉层细胞发生液泡化作用,并抑制其死亡,低浓度MeJA的作用与水的作用差异不大。通过半定量RT-PCR发现,MeJA处理的糊粉层细胞高水平表达代谢ROS的基因CAT2、SOD、APX,推测MeJA对糊粉层细胞程序性死亡的抑制作用是通过加强细胞清除ROS的能力而起作用的。