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单线态氧（1O2）的产生能够引起植物不同的胁迫响应,高浓度1O2会引起植物氧化损伤,低浓度1O2可以作为信号参与植物对胁迫的响应过程。然而,到目前为止,1O2作为信号分子在植物不同胁迫中的作用机制仍不清楚。实验室前期研究发现,紫茎泽兰致病型链格孢菌（Alternaria alternata（Fr.）Keissler）产生的毒素 TeA（Tenuazonic acid）是一种光合作用抑制剂。TeA能够与光系统Ⅱ中的D1蛋白结合,抑制光合电子由QA到QB的传递,并且激活拟南芥幼苗中1O2介导EX（EXECUTER）蛋白依赖的信号途径。此外,TeA能够杀死绝大多数植物,比如马唐、紫茎泽兰和拟南芥,但棉花和烟草对其高度不敏感。可见,TeA与不同植物种类互作的机制是不同的。尽管我们之前发现TeA诱导拟南芥病害发生的原因为激活了 EX蛋白依赖的单线态氧信号途径,但在TeA与寄主植物紫茎泽兰和抗性作物棉花互作过程中单线态氧信号的作用、及其与抗性和敏感性形成的关系仍不清楚。我们发现,棉花（泗抗1号）对TeA处理表现出高度不敏感,但是无腺体棉花（苏显无152）对TeA显示出敏感性,有腺体棉花与无腺体棉花的差异就在于棉酚含量的不同,这就促使我们思考棉酚作为植保素在TeA激活1O2介导EX蛋白依赖的信号途径中可能发挥重要作用。为了进一步探究EX蛋白依赖的1O2信号在TeA诱导寄主植物与抗性植物中的变化,本论文通过基因克隆技术、快速叶绿素荧光动力学、Imaging-PAM以及荧光定量PCR等技术,对有腺体陆地棉与显性无腺体陆地棉的抗病性差异进行分析,检测了 TeA处理紫茎泽兰与棉花后1O2标记基因表达量的变化,初步明确了:TeA在寄主植物中能够激活EX蛋白依赖的1O2信号导致细胞死亡、植株感病;TeA在抗性作物棉花中同样激活了单线态氧信号,但因棉酚的存在,降低了1O2产生水平,进而减轻病害的发展,使植株抗病。首先,利用同源序列比对的基因克隆方法得到紫茎泽兰的1O2标记基因AaAAA-ATPase和AaWRKY40保守区片段分别为728 bp和470 bp,序列同源性在NCBI数据库中与已测序菊科植株比对结果为100%,为荧光定量PCR检测基因表达量提供了基础。不同浓度TeA处理紫茎泽兰后,荧光定量的结果说明:在寄主植物紫茎泽兰中,TeA可以迅速激活1O2信号,在3 h即可达到峰值,而且1O2标记基因的表达水平变化与TeA浓度相关,TeA浓度越高,1O2标记基因表达水平越高。同时,为了研究主要毒性因子为TeA的链格孢菌侵染紫茎泽兰后1O2信号变化是否一致,我们用3mm链格孢菌菌饼侵染了紫茎泽兰,发现1O2标记基因的表达在3 h开始出现上调,在24h内1O2标记基因的表达量逐渐增加。以上结果说明:链格孢菌侵染紫茎泽兰后1O2信号激活速度较为缓慢,相反毒素处理激活1O2信号非常迅速。前期发现,正常的有腺体棉花（泗抗1号）对TeA处理表现出高度不敏感,但是无腺体棉花（苏显无152）对TeA显示出敏感性。本文利用快速叶绿素荧光动力学分析有腺体棉花（泗抗1号）与无腺体棉花（苏显无152）的抗病性差异并进行了 JIP-test分析。离体叶片针刺结果表明,在TeA浓度为5 mM、10 mM、20 mM和40 mM时,有腺体与无腺体棉花叶片之间的病斑存在显著性差异。利用浓度分别为0.25 mM、0.5 mM、1 mM和2 mM的TeA处理有腺体棉花与无腺体棉花,JIP-test结果显示:（1）无腺体棉花叶圆片经1 mM TeA处理3h后,OJIP曲线中的J点已出现上升。并且随着时间的延长,J点的上升速度逐渐加快。而有腺体棉花经1 mM TeA处理12 h后J点才出现上升。可见,在1 mM TeA处理3 h后,有腺体棉花与无腺体棉花已有显著性差异。（2）无腺体棉花在0.25 mM时J点已出现上升时,随着浓度的增高J点的上升加快,在2 mM时J点的上升减缓;有腺体棉花在低浓度时J点变化甚微,浓度达到1 mM时,J点显著上升,随着浓度的增加,J点上升速度加快。（3）有腺体棉花与无腺体棉花的PIabs（光系统Ⅱ吸收光能的综合性能指数）,ψEo（光系Ⅱ电子由QA向QB传递速率）,φEo（光系统Ⅱ最大电子传递效率）参数随着浓度增加均显著下降,并且无腺体棉花下降更快,有腺体棉花PIabs参数的半抑制浓度为1.422 mM,而无腺体棉花PIabs参数的半抑制浓度仅为0.405 mM;φPo（暗适应后的最大光化学效率）随着浓度的增加有腺体棉花与无腺体棉花均未产生明显下降。以上结果说明,有腺体棉花由于含棉酚使得经TeA处理后PSⅡ受体侧电子向QA以后的位置传递受阻程度减轻,导致有腺体棉花对TeA产生了 一定的抗性。为了进一步研究TeA在棉花中的作用机制,我们利用高浓度TeA处理有腺体与无腺体棉花,探究1O2标记基因表达情况。陆地棉基因组的测序为克隆棉花中对应的1O2标记基因提供了基础。我们通过电子克隆的方法得到陆地棉中1O2标记基因分别为 GhAAA-ATPase、GhVQ、GhWRKY1和 GhWRKY40。在 TeA 处理无腺体棉花后,1O2标记基因表达量与有腺体棉花相比均发生显著增高,GhAAA-ATPase基因6h时表达量最高,为有腺体棉花表达量的3.2倍,GhVQ、GhWRKY1和GhWRKY40基因,3h时表达量最高,分别为有腺体棉花表达量的10.8、2.2和2.4倍。链格孢菌侵染棉花的荧光定量结果同样显示,无腺体棉花（苏显无152）中1O2标记基因的表达显著高于正常的棉花（泗抗1号）。外源添加棉酚预处理后,拟南芥中1O2标记基因表达水平明显降低,对TeA产生一定的抗性。这些结果表明:TeA在抗性作物棉花中,可以激活1O2介导EX蛋白依赖的信号,但由于棉酚的存在,使得棉花（泗抗1号）中1O2的产生量维持在较低水平,不足以引起细胞死亡,从而表现出不敏感。此外,我们也进一步探究了链格孢菌诱导拟南芥病害过程中1O2标记基因SIB1的功能。发现链格孢菌菌饼处理拟南芥Col-0后JA信号相关标记基因表达显著升高,与1O2标记基因上调趋势相同,但SIB1的缺失能够抑制JA信号标记基因表达量的上调水平。SIB1缺失后拟南芥对链格孢菌的敏感性明显降低。总之,本研究克隆了紫茎泽兰中2个1O2标记基因（AaAAA-ATPase和AaWRKY40）保守区序列和棉花中4个1O2标记基因（GhAAA-ATPase、GhVQ、GhWRKY1和GhWRKY40）序列。初步证明了 TeA在寄主植物中能够激活EX蛋白依赖的1O2信号导致细胞死亡致使植株感病;在抗性植物棉花中TeA激活单线态氧信号,但植保素棉酚能够降低1O2产生水平进而抑制病害的发展使植株抗病。