本文選題：稻瘟病菌 + N-連接糖基化��； 參考：《南京農(nóng)業(yè)大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：由稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)引起的水稻稻瘟病是水稻的重要病害,在世界各稻區(qū)均有發(fā)生。在適宜的環(huán)境條件下該病可迅速地蔓延擴散,能在短時間內(nèi)造成大面積水稻受害,嚴(yán)重時減產(chǎn)可超過50%,甚至絕收。稻瘟病菌侵染水稻主要依靠分生孢子萌發(fā)產(chǎn)生芽管,芽管萌發(fā)形成附著胞,附著胞內(nèi)黑色素產(chǎn)生巨大膨壓迫使侵入釘穿透水稻表皮,侵入到植物細(xì)胞內(nèi)部,從而引起病害。目前對該病的防治方法是以選育抗病品種為主,藥劑防治為輔。但是由于該病原菌小種的易變性,僅依靠選育抗病品種不能達(dá)到預(yù)期效果。水稻和稻瘟病菌全基因組序列的公布對研究稻瘟病菌的致病機理和與水稻的互作模式提供了良好的條件,推動了致病相關(guān)基因的功能研究,為挖掘新型藥劑靶標(biāo)和制定病害防控策略提供了重要的理論依據(jù)。N-連接糖基化(N-linked glycosylation)是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中對新合成的蛋白質(zhì)進行糖基化修飾的一種方式。這種修飾作用首先要給新生多肽鏈的天冬酰胺添加一個核心寡聚糖,然后逐步切除寡聚糖的三分子葡萄糖和一分子甘露糖,形成具有相似糖鏈的糖蛋白。這一系列有序的加工和修飾過程有利于蛋白質(zhì)抵抗消化酶、信號傳導(dǎo)以及正確折疊。糖苷水解酶(glycosidehydrolase)是所有催化糖苷和寡糖中糖苷鍵水解的酶的總稱,在糖蛋白N-糖基化修飾和碳水化合物降解的過程中是必不可少的。本研究在稻瘟病菌中鑒定了 N-連接糖基化過程中三個糖苷水解酶蛋白MoGlsl、MoGls2和MoGtb1并對這些蛋白編碼基因的生物學(xué)功能進行了研究。采用基因敲除的方法獲得了敲除突變體ΔMoGls1、AMoGls2和ΔMoGtb1。通過試驗研究發(fā)現(xiàn)MoGLS1缺失使稻瘟病菌的有性生殖能力喪失;MoGTB1缺失使稻瘟病菌的營養(yǎng)生長速度減慢、產(chǎn)孢量顯著上升;MoGLS2缺失使稻瘟病菌營養(yǎng)生長速度減慢,產(chǎn)孢量顯著上升,附著胞形成延遲,有性生殖能力喪失。致病性測定表明ΔMogls2突變體的致病能力和侵染菌絲擴展能力均顯著下降。進一步研究發(fā)現(xiàn),ΔMogls2突變體對外界鹽脅迫和滲透脅迫敏感性降低,對細(xì)胞壁脅迫敏感性升高。除此之外,ΔMogls2突變體還表現(xiàn)出細(xì)胞壁完整性缺陷。上述結(jié)果表明,MoGls2是稻瘟病菌生長發(fā)育過程中一個非常重要的蛋白,參與調(diào)控病菌的無性生殖、有性生殖、外界脅迫的應(yīng)答、細(xì)胞壁的完整性以及侵染菌絲的擴展。
[Abstract]:Rice blast caused by Magnaporthe oryzae is an important disease of rice, which occurs in every rice area of the world. Under suitable environmental conditions, the disease can spread rapidly and spread rapidly, which can cause a large area of rice damage in a short period of time, and in severe cases, the yield can exceed 50%, or even close to the end of harvest. The germinating tubules of rice infected by Magnaporthe grisea mainly depend on conidial germination to form appressorium, and the huge swelling of melanin in attachment cells forces the invading nail to penetrate the epidermis of rice and invade into the plant cells, thus causing disease. At present, the prevention and treatment of the disease is mainly by breeding resistant varieties, supplemented by insecticide control. However, due to the variability of the pathogen race, it can not achieve the expected effect only by breeding resistant varieties. The publication of the whole genome sequence of rice and rice blast fungus provides a good condition for studying the pathogenic mechanism and interaction model of rice blast fungus, and promotes the functional study of pathogenicity related genes. It provides an important theoretical basis for digging new drug targets and formulating disease control strategies. N- linked glycosylation is a way to glycosylation of newly synthesized proteins in the endoplasmic reticulum. This modification first adds a core oligosaccharide to the asparagine of the new polypeptide chain and then gradually removes the oligosaccharide trimolecular glucose and one molecule mannose to form a glycoprotein with similar sugar chain. This sequence of ordered processing and modification is conducive to protein resistance to digestive enzymes, signal transduction, and proper folding. Glycoside hydrolase (glycoside hydrolase), which catalyzes the hydrolysis of glycoside bonds in glycosides and oligosaccharides, is essential in the process of N-glycosylation modification and carbohydrate degradation. In this study, three glycoside hydrolase proteins MoGlslMoGls2 and MoGtb1 were identified in rice blast fungus and their biological functions were studied. The mutant 螖 MoGls1AMoGls2 and 螖 MoGtb1 were obtained by gene knockout. The results showed that the loss of sexual reproduction ability of rice blast fungus caused by MoGLS1 deficiency slowed down the vegetative growth rate of M. grisea, increased the sporulation quantity significantly, and slowed down the vegetative growth rate and the sporulation quantity of M. grisea fungus by the absence of MoGLS2, which led to the decrease of vegetative growth rate and the increase of sporulation quantity of M. grisea. The formation of appura was delayed and sexual reproduction was lost. Pathogenicity test showed that the pathogenicity and hyphal expansion ability of 螖 Mogls2 mutants were significantly decreased. Further studies showed that the sensitivity of 螖 Mogls2 mutants to external salt stress and osmotic stress decreased, but to cell wall stress increased. In addition, 螖 Mogls2 mutants also showed cell wall integrity defects. These results suggest that MoGlS2 is a very important protein in the growth and development of Magnaporthe oryzae, which is involved in the regulation of asexual reproduction, sexual reproduction, the response to external stress, the integrity of cell wall and the expansion of infection hyphae.
【學(xué)位授予單位】：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S435.111.41

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本文編號：1775485