【摘 要】
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分蘖洋葱（Allium cepa L.var.multiplcans Bailey syn.var.Agrogatum Don）与黄瓜（Cucumis sativus L.）套作可降低黄瓜病害提高产量,这与分蘖洋葱释放的化感物质有关,但基因调控化感物质的产生尚有待研究。前期发现分蘖洋葱化感物质产生的主要途径可能为有机硫化物合成代谢途径,而蒜氨酸酶（Alliinase,ALL）为该代谢途径的关键酶。
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分蘖洋葱（Allium cepa L.var.multiplcans Bailey syn.var.Agrogatum Don）与黄瓜（Cucumis sativus L.）套作可降低黄瓜病害提高产量,这与分蘖洋葱释放的化感物质有关,但基因调控化感物质的产生尚有待研究。前期发现分蘖洋葱化感物质产生的主要途径可能为有机硫化物合成代谢途径,而蒜氨酸酶（Alliinase,ALL）为该代谢途径的关键酶。本研究以分蘖洋葱为实验材料,在分蘖洋葱单作、黄瓜-分蘖洋葱套作栽培模式下分析蒜氨酸酶基因（Ac ALL）表达,分蘖洋葱蒜氨酸酶（Ac ALL）酶活及根际土壤蒜素含量。克隆Ac ALL全长c DNA,构建Ac ALL超量表达载体并转化模式植物拟南芥（Arabidopsis thaliana L.）,分析Ac ALL在化感作用中的功能。本课题主要研究结果如下:（1）分蘖洋葱Ac ALL c DNA全长1440bp（Gen Bank:MG948559）,编码479个氨基酸,分子量54.793KD,理论等电点8.48。氨基酸序列73-84区域Ce Cnt Cyt GAd C为ALL表皮生长因子样结构域（EGF-like domain）。（2）与单作相比,套作栽培模式下化感潜力弱L-jt、化感潜力强L-hh根中Ac ALL显著上调8.64倍、119.07倍（p＜0.05）;Ac ALL酶活分别显著上调1.46倍、2.18倍（p＜0.05）。与L-jt相比,单作栽培模式下,L-hh根中Ac ALL上调,未达到显著水平,套作栽培模式下,L-hh根Ac ALL显著上调19.03（p＜0.05）;单作、套作栽培模式下,L-hh根中Ac ALL Ac ALL酶活显著上调1.53倍和3.33倍（p＜0.05）。HPLC检测单、套作栽培模式下分蘖洋葱根际土壤蒜素,仅检测出DADS,与单作相比,套作L-jt、L-hh根际土壤DADS含量均上调,L-jt显著上调1.68倍,L-hh显著上调2.21倍（p＜0.05）。（3）以茎尖为外植体,建立分蘖洋葱再生体系及遗传转化体系。愈伤组织诱导培养基为MS+2.0mg/L 2,4-D,出愈率可达99.5%。将愈伤组织先接种于MS+3.0mg/L 6-BA+0.5mg/L NAA培养基上,易分化出绿色芽点,分化出芽点可达65.3%;15d后继代于MS+1.0mg/L 6-BA+1.0mg/L NAA培养基,丛生芽分化率可达98%。生根培养基为1/2 MS,生根率可达100%,移栽存活率100%。用根癌农杆菌LBA4404（p CAMBIA1301-GUS）转化分蘖洋葱愈伤组织,愈伤组织与农杆菌共培养3d,检测GUS基因的瞬时表达,提取基因组DNA,PCR检测及GUS染色。结果表明,GUS基因已转入到分蘖洋葱基因组DNA中,阳性率达63.4%。（4）构建p CAMBIA1301-Ac ALL超表达载体,通过农杆菌介导法异源转化拟南芥,获得T3代超表达Ac ALL拟南芥3个株系Ac ALL T3-1,Ac ALL T3-2,Ac ALLT3-3。T3代超表达Ac ALL拟南芥根、茎、叶、花中Ac ALL均显著上调。收集T3代超表达Ac ALL拟南芥各株系根系浸提液研究其对黄瓜种子萌发及幼苗生长的影响,结果呈现低浓度50 m L/株促进、高浓度10 m L/株抑制作用。外源施加蒜素研究其对黄瓜生长的影响,结果表明与对照A0（CK）相比,处理A25（25μg/m L蒜素）、A50（50μg/m L蒜素）显著促进胚芽长、胚芽鲜重（p＜0.05）,这与转基因拟南芥根系浸提液对黄瓜种子萌发及生长的影响较为一致。该研究结果丰富了套作分蘖洋葱提高黄瓜产量的分子机制,以及将分蘖洋葱化感物质开发成为植物生长调节剂提供理论参考。
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