分析產氣桿菌釋出的揮發性有機化合物對菸草生長抑制的影響

Translated title of the thesis: Analysis of Volatile Organic Compounds Emitted by Plant Growth-inhibiting bacteria Enterobacter aerogenes for growth inhibition effects on tobacco
  • 胡 芳瑋

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

土壤中根圈微生物分泌的各種代謝物對植物有不同程度的影響,其中一群代謝物以氣態方式存在於環境中。這些由微生物分泌出的氣態代謝物稱為微生物揮發性有機物(microbial volatile organic compounds mVOCs),前人研究多以微生物釋出的混合mVOCs作為探討的對象,甚少人深入研究其中的成分影響。本研究主要分析植物抑制生長細菌Enterobacter aerogenes釋出的有機揮發化合物,發現主要抑制菸草生長的化合物為混合mVOCs中含量第二高的C2,且透過次世代定序(NGS)分析發現當菸草暴露在E aerogenes揮發物或C2揮發性化合物時,自噬作用、囊泡運輸、氮運輸關鍵基因表現量上調,推測當菸草處於E aerogenes揮發物或C2揮發性化合物時會啟動自噬作用、囊泡運輸、氮運輸等反應,以抵禦mVOCs的侵害。為更進一步確認囊泡運輸在防禦上的作用,運用病毒誘導基因靜默技術(virus-induced gene silence VIGS)將參與自噬作用中的囊泡運輸基因Exo70靜默。發現NbExo70靜默植株對E aerogenes揮發物及C2揮發性化合物較為敏感,且相較於野生型,NbExo70靜默植株經過E aerogenes揮發物及C2揮發性化合物處理後過氧化物的累積情況較不顯著。由上述結果可推測Exo70在逆境下會誘導過氧化物的累積,當過氧化物累積時會啟動過敏反應引起的細胞程序性死亡(HR-PCD)反應,然而為了避免累積過多時造成HR-PCD反應失控,因此Exo70會在過氧化物累積過多時協助自噬體,將產生過氧化物訊號的蛋白質運送至液泡中降解。而當NbExo70靜默時不會有過氧化物累積現象,亦不存在HR-PCD反應失控的問題。另外細胞壁沉積程度在未處理mVOCs時,NbExo70靜默植株較野生型薄,但經mVOCs處理後NbExo70靜默植株卻比野生型厚,推測Exo70雖然會參與細胞壁沉積,但在逆境下為加強防禦植物會啟動其他機制促使細胞壁沉積。
Date of Award2016 Aug 30
Original languageChinese
SupervisorHao-Jen Huang (Supervisor)

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