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花生(Arachis hypogaea L.)是我国重要的油料与经济作物,具有产量高、含油量高和种植效益好等特点,发展花生生产对于保障植物油脂及蛋白供给、增加农民收入和扩大出口创汇等方面具有重要意义。然而,我国花生黄曲霉毒素污染问题日益严重,不仅影响花生食品的安全性和消费者健康,同时还在很大程度上制约着花生产业的可持续发展。由于黄曲霉毒素污染防控的难度很大,国内外公认培育和种植抗黄曲霉花生品种是最为理想的防控措施。但是,目前国内外发掘和培育的抗黄曲霉花生品种仍然很少,其重要原因之一是抗性机制研究进展缓慢。因此,挖掘花生特异抗性材料和探讨抗性机制,是深化花生黄曲霉抗性遗传改良的重要基础。本研究对国内近年来培育的部分花生新品种进行了黄曲霉产毒抗性的鉴定评价,比较了花生抗、感代表性品种毒素含量的动态变化及其差异;通过以植物系统抗性诱导剂——茉莉酸甲酯(MEJA)处理典型抗、感花生材料,分析了脂氧合酶(LOX)活性变化与花生产毒抗性的关系;分析了花生受MEJA诱导处理后其LOX基因的表达特性,初步探讨了MEJA诱导花生产毒抗性的分子机制。研究结果对于揭示花生黄曲霉抗性的分子基础和调控机理具有重要意义。1、本研究对从全国多个育种单位征集的33份花生种质材料和改良新品种进行了黄曲霉产毒抗性的鉴定。在实验室控制条件下,通过人工接种黄曲霉菌并测定黄曲霉毒素含量,发现“冀花”系列几个品种具有相对较强的产毒抗性,其中“冀花7号”为抗产毒高产新品种。抗产毒花生品种“中花6号”与高产毒花生品种“中花12”在接种黄曲霉菌3d后产毒量即存在显著差异,抗产毒品种毒素的积累速率和绝对量均显著低于高产毒品种,进一步证实了“中花6号”的产毒抗性,为开展抗性机理研究提供了良好材料。2、用植物系统抗性诱导剂MEJA溶液浸泡处理抗、感花生品种“中花6号”和“中花12”干种子,然后接种黄曲霉菌并测定毒素含量,发现经MEJA处理的种子接种后的产毒量显著低于对照(清水浸泡),证明MEJA能诱导提高花生对黄曲霉菌产毒的抗性。同时,比较正常活性种子与高温胁迫失活种子经MEJA处理后的产毒量差异,发现MEJA并不能降低失活种子的产毒量,而只能在活性种子中诱导产生抗性。MEJA处理后种子的脂氧合酶(LOX)活性在0-7d内均不同程度地高于对照,表明花生种子中LOX活性的升高与黄曲霉产毒量的下降高度相关。3、通过已构建的花生种子全长cDNA文库及其功能注释,克隆到栽培种花生的脂氧合酶编码基因LOX1、LOX2和LOX3。通过与其他物种LOX蛋白同源序列的比对以及系统进化树的分析,表明这3个基因分别编码13-LOX和9-LOX。经提取MEJA处理后“中花6号”和“中花12”种子的RNA,利用RT-PCR技术分析比较LOX1、LOX2、LOX3在抗、感花生品种中的表达量差异,发现MEJA处理后LOX1、LOX2、LOX3的表达量均有所提高,而且这3个基因在“中花6号”中的表达量均高于“中花12”。LOX1、LOX2的表达量与种子产毒量的下降呈显著正相关(r>0.85, P<0.05),说明LOX1和LOX2基因参与了花生种子的抗产毒反应过程,在产毒抗性中具有特殊作用。