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脂氧合酶(Lipoxygenase, EC 1.13.11.12,简称LOX)是脂氧合酶途径中的关键酶之一,在植物的防卫反应过程中起重要作用。 为了研究水稻脂氧合酶在水稻抗稻瘟病过程中所起的作用,本实验室从与稻瘟菌非亲和互作的水稻(Oryza sative cv.Aichiasahi)中克隆了一种脂氧合酶基因(Lox2),构建了其sense(2S)、antisense(2A)和hairpin(2H)结构的双元表达载体,并通过农杆菌介导法获得了转基因水稻。在此基础上,本研究对上述转Lox2基因水稻进行了转基因检测和抗瘟性分析。 Lox2基因转sense、antisense和hairpin结构共92个株系。潮霉素抗性分析表明,转基因的整合情况大多为单位点、单拷贝。三种转Lox2基因结构的T1、T2代植株抗瘟性分析结果表明:54个2S结构转基因水稻株系接种亲合性稻瘟菌007小种,T1后代有21个株系由感病变成抗病,T2后代有41个株系由感病变成抗病,其中有18个株系的T1、T2后代均由感病变成抗病:2A和2H结构转基因水稻株系接种非亲合性稻瘟菌131小种,发现30个2A结构转基因水稻株系中,T1后代有9个株系由抗病变成感病,T2后代有2个株系由抗病变成感病;8个2H结构的转基因水稻株系中,有2个株系的T1代由抗病变成感病。分别选取有表型变化的S结构9个株系、A结构7个株系做Southern杂交分析,杂交结果表明所选转基因株系均来源于不同的独立转化事件,证明水稻所表现出的抗感病表型变化与转入的基因有关。 此外,实验中发现2S-58、2S-59株系的部分植株株形出现矮化、簇状特征,喷施GA后植株增长。2H-16、2H-18株系的部分植株在生长后期叶面出现锈斑,由基因插入突变引起。 转Lox2基因三种结构的抗感病表型发生变化,证明了脂氧合酶在水稻抗稻瘟病中的作用,同时确认了脂氧合酶途径在植物防卫反应中的重要作用。这对利用Lox2基因开展广谱持久抗病育种具有指导意义。