机械伤害是植物界中经常遇到的逆境之一，主要是指生物和非生物因素等胁迫因子对植物造成的损伤。这些因素主要包括暴风、冰雹等恶劣的环境条件、昆虫咬食或食草性动物的啃食等。每年，机械伤害给农业生产造成严重的损失，如农作物减产、果实品质下降，蔬菜腐烂等各种问题，也给农民的经济收入带来巨大的影响。植物对机械伤害的应答是一个非常复杂的过程，长期以来倍受人们的关注，特别是机械伤害信号传导方面一直是研究的热点之一。最近发现PLD(phospholipase D)在各种胁迫因子下发挥重要作用。PLD是一个编码水解生物膜脂的基因家族。在拟南芥中共发现有12种，并且每种都具有各自的生化特性和功能，其中PLD α1和PLD δ在植物体内表达最丰富。研究表明PLD α1和PLD δ可以通过不同的调节机制参与到冻害的应答过程，说明这两种PLD在同一胁迫下可具有不同的作用。已知PLD α1和其代谢产物磷脂酸(PA)参与到机械伤害信号物质茉莉酸(JA)的生物合成过程。而PLD δ在许多胁迫(如干旱、低温和臭氧等)中都发挥着作用，但在机械伤害胁迫中的研究还没有相关报道。因此，本文主要通过遗传修饰技术将拟南芥中PLD δ基因敲除突变体和野生型WS作为对照，从生理、生化和基因表达水平研究了PLD δ在应答机械伤害中的作用，并与PLD α 1进行了功能比较分析。其主要结果如下： 1、分析膜脂分子组成成分，发现PLD的水解产物PA在机械伤害后含量升高，但PLD δ缺失后的突变体PLD δ--KO内PA增加的量少于野生型WS，说明PLDδ可能参与了机械伤害的应答。总膜脂水平在机械伤害后大幅度下降，而且每种膜脂的变化量各不相同。其中，糖脂是下降量最大的，约占总下降量的90％。通过分析脂肪酸链的成分，发现变化的膜脂主要具有34和36 个碳原子，并且34：6 MGDG在突变体和野生型中差异较大(野生型WS，33.636 nmol/mg DW；突变体PLD δ-KO，0.777 nmol/mg DW)。MGDG是类囊体膜上的一种主要结构脂肪，PLD δ促进MGDG的降解势必会导致光合膜功能的下降。Fv/Fm是衡量光合作用常用的一种参数，它代表了PSII的原初转化效率。在本实验中，机械伤害后在含有PLD δ基因的野生型WS中Fv/Fm值下降，从而直接证明了PLD δ能够导致PSII转化效率的下降。 2、PLD δ的缺失提高了突变体内MeJA的总含量，尽管变化不是很显著。但它的缺失却导致了突变体系统叶和损伤叶内MeJA含量比例上的改变，即损伤叶内含量较高而系统叶内的含量相对较低，说明了PLD δ影响了主要伤信号物质JAs在体内的运输及其在体内的分布。 3、机械伤害能够导致H<,2>O<,2>水平的增加，但PLDα1缺失后植物体内的H<,2>O<,2>水平却没有提高，且低于对照野生型WT，约一倍；然而PLD δ-KO与对应的野生型WS中产生的H<,2>O<,2>变化大致相似。表明PLD α1参与了H<,2>O<,2>的生成过程，而PLD δ可能没有参与这一过程，说明PLD δ和PLD α1在应答机械伤害过程中发挥着不同的作用。DAB组织染色定位H<,2>O<,2>的结果表明机械伤害诱导产生的H<,2>O<,2>先积聚在损伤位点，然后扩散到叶脉，最后到达未损伤叶片全体。说明H<,2>O<,2>可能是通过维管束运输到系统叶内应答机械伤害的。 结论：拟南芥中PLD δ参与了机械伤害的应答过程，并且发挥重要的作用。PLD δ对生物膜结构脂类不同程度的降解，可以改变膜脂成分间的比例和膜脂的不饱和度，进而影响了生物膜的组成、性质(如流动性)和功能。PLD δ对主要伤信号物质JAs在植物体内运输和分布的影响，以及另一伤信号物质H<,2>O<,2>可通过维管束系统运输到植物的周身，说明植物遭受机械伤害后，可通过合成和运输伤信号物质到系统叶内而获得系统免疫性，以提高植物的整体防御能力，其中PLD δ可能参与了植物的系统防御应答过程。