油菜素内酯调控蔬菜作物体内农药代谢降解的机制研究

油菜素内酯(BR)被认为是目前已知的最具潜力调控农作物抗性和产量的植物激素。申请者近年来在BR调控光合作用和抗性方面取得了显著进展，发现BR具有加速植物体内农药降解的作用并引起了国内外学术界的广泛关注。本项目拟以番茄、韭菜和白菜为研究材料，以毒死蜱和百菌清等为模式农药，在分析BR诱导植物自身机制降解农药的广谱性基础上，利用相应的番茄遗传突变体材料、番茄基因芯片、LC-MS-MS技术、qRT-PCR技术以及VIGS技术等来分析BR诱导的植物体农药代谢的生化途径及相关基因表达调控途径中的关键节点。研究可望阐明BR促进蔬菜作物农药快速降解的分子机理，建立一条基于强化植物内源代谢活性的农药残留控制新途径，对于确保蔬菜行业的健康、持续发展，提高人体健康水平均具有重要的现实意义。

本项目以番茄、黄瓜、白菜、韭菜等多种蔬菜为研究材料，以农业生产中普遍使用的百菌清和毒死蜱等为模式农药，明确了油菜素内酯（BR）在蔬菜作物体内农药降解过程中的作用。在此基础上，通过利用番茄遗传突变体为材料，VIGS、LC-MS-MS 和qRT-PCR 等技术手段，发现BR 能够通过诱导质外体由NADPH 氧化酶产生的ROS，改变细胞内的redox 状态，提高植物体内解毒酶活力、解毒基因表达和GSH含量，来促进蔬菜体内农药进行降解避免药害产生。通过运用基因芯片技术，进一步发现BR 在番茄体内农药代谢降解中调控了基因转录组，这些基因大部分涉及了催化活性功能；此外，许多基因还涉及乙烯受体和响应基因，说明BR 促进农药代谢过程可能与乙烯存在着互作。研究还发现BR 在调控蔬菜作物体内有机污染物降解中也具有重要作用，并且这与细胞redox 状态的改变有一定联系。