發(fā)布時間：2020-05-01 23:30

【摘要】：新疆野生櫻桃李(Prunus sogdiana)為國家二級保護植物,是一種僅分布于我國天山山脈的珍貴野生果樹,其容易扦插繁殖并具有較強的抗逆性,作為砧木具有廣泛的應用前景。植物根結線蟲病是一種對生產危害嚴重的土傳性病害,其中南方根結線蟲(Meloidogyne incognita)對桃樹的危害尤為嚴重,是目前桃產業(yè)中的主要問題。而新疆野生櫻桃李與桃等多種核果類果樹具有親和性,因此選育抗根結線蟲的單株作為砧木并進行推廣對防治根結線蟲病害具有重要意義。絕大多數(shù)植物的抗病是通過抗病基因(R基因)啟動的,但植物特別是木本果樹植物的根結線蟲抗病分子機制目前并不清楚。本實驗室利用新疆野生櫻桃李實生群體,經(jīng)過多年抗病性鑒定發(fā)現(xiàn)其中存在對南方根結線蟲高度抗病和高度感病的單株,本研究對其中抗病基因進行了研究,主要結果如下:1、利用同源克隆法,從高度抗病的新疆野生櫻桃李植株中擴增出一個具有NBS結構域的基因片段,經(jīng)5'-和3'-RACE擴增獲得其mRNA全長,命名為PsoRPM2(Prunus sogdiana RESIST PATHOGEN M.incognita 2),PsoRPM2蛋白屬于TIR-NBS-LRR亞家族,抗病與感病植株中的蛋白氨基酸序列沒有差異。在南方根結線蟲入侵后,抗病櫻桃李植株中的PsoRPM2基因表達明顯提升,在取食位點建立過程中一直保持較高的表達量,而感病植株中的表達則逐漸降低。蛋白亞細胞定位實驗表明PsoRPM2蛋白定位在細胞質和細胞核內。2、通過利用植物表達載體pCAMBIA1305.1,使用35S啟動子驅動PsoRPM2基因并轉入對南方根結線蟲感病的煙草品種W38中,接種南方根結線蟲45天后計算根結數(shù)/總根數(shù)、根結數(shù)/根鮮重、有根結根數(shù)/總根數(shù)、卵塊數(shù)/總根數(shù)、卵塊數(shù)/根鮮重、卵塊數(shù)/根結數(shù)等6項抗病指標并進行統(tǒng)計分析,除卵塊數(shù)/根結數(shù)一項指標以外,大部分轉PsoRPM2基因株系在其余5項指標中都顯著優(yōu)于對照組(p0.05),表明轉基因煙草對南方根結線蟲的抗病性獲得了提高。3、通過TAIL-PCR方法,以PsoRPM2基因mRNA的5'-序列為模板,分別從抗病和感病新疆野生櫻桃李植株中擴增出約2 000 bp的啟動子序列。分析表明抗病植株的啟動子元件TC-rich repeats的數(shù)目多于感病植株:經(jīng)過啟動子截短試驗及點突變試驗表明抗病植株中的啟動子對水楊酸史加敏感,說明水楊酸可能參與了抵抗南方根結線蟲的信號通路。4、利用抗病新疆野生櫻桃李植株克隆得到PsoHSP90-1、PsoHSP90-2、PsoHSP83、PsoSGT1和PsoRAR1基因,通過酵母雙雜交和雙分子熒光互補技術證實PsoRPM2蛋白可以與PsoHSP90-1和PsoSGT1蛋白互作,同時PsoHSP90-1自身能進行互作,并且PsoHSP90-1或PsoSGT1蛋白能與PsoRAR1蛋白進行互作,表明PsoRPM2蛋白在發(fā)揮抗病功能時需要與PsoHSP90-1和PsoSGT1等伴侶蛋白復合體共同參與完成抗病過程綜上所述,新疆野生櫻桃李中克隆得到的PsoRPM2基因能幫助轉基因煙草抵抗南方根結線蟲。該基因在抗病與感病植株接種南方根結線蟲后的表達差異是由于啟動子區(qū)水楊酸響應元件TC-richrepeats的數(shù)量差異所致。PsoRPM2蛋白可以與PsoHSP90-1和PsoSGT1伴侶蛋白復合體成員結合,共同參與植株抵抗根結線蟲的過程。
【圖文】：

在根表面膠狀的卵塊中，蟲卵一旦度過休眠期，即可在適宜的溫度、土壤水分和氧氣含量等條件逡逑下孵化。孵化后的幼蟲即是具侵染能力的２齡幼蟲（Ｊ２），能以宿主根系的分泌物、（：０２及熱信號逡逑作為引導，移動至根尖部位（圖１－１）。逡逑Ｊ２幼蟲邐根結逡逑——二，—奤逡逑、邋＿巨型細胞邐」巨型細胞逡逑＾邋．．．．．．．．邋＿逡逑圖１－１南方根結線蟲侵染植物根系示意圖（引自Ｄｕｎｃａｎ邋ｅｔ邋ａ丨．，２００９）逡逑Ｆｉｇｕｒｅ．邋１－１邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｉｎｆｅｃｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｐｌａｎｔ邋ｒｏｏｔｓ邋ｂｙ邋ｓｏｕｔｈｅｒｎ邋ｒｏｏｔ－ｋｎｏｔ邋ｎｅｍａｔｏｄｅ．邋（Ｄｕｎｃａｎ逡逑ｅｔ邋ａｌ．，邋２００９）逡逑Ｊ２幼蟲通過頭部的口針刺穿細胞壁，由根尖伸長區(qū)進入根內，沿中柱鞘附近的薄壁細胞間隙逡逑移動，在根尖的伸長區(qū)定居（Ｇｒｕｎｄｌｅｒｅｔａｌ．，１９９８）。幼蟲通過口針將食道腺分泌的物質注入位于頭逡逑部的數(shù)個宿主薄壁細胞，誘導其發(fā)育成為２￣６個巨大而多核的巨型細胞，線蟲幼蟲即從這種細胞逡逑中獲取營養(yǎng)物質，，這種結構稱為線蟲的取食位點，從外部

邐第一章文獻綜述逡逑過敏反應，隨后會導致細胞出現(xiàn)快速的程序性死亡，以此抑制病原體生長（Ｊｏｎｅｓ邋ａｎｄ邋Ｄａｎｇｌ，邋２００６）逡逑（圖１－２），這種反應在ＰＴＩ過程中也能見到，只是強度和范圍一般要弱于ＥＴＩ反應。在根結線蟲逡逑入侵時Ｒ０Ｓ反應的研究較深入，在根結線蟲入侵植物后１２小時，抗病和感病的植株根部Ｒ０Ｓ逡逑升高程度都是類似的，但抗病植株４８小時后Ｒ０Ｓ含量仍然高于未侵染植株２０％，而此時感病植逡逑株ＲＯＳ受到顯著抑制，根組織中線蟲開始誘導巨型細胞（Ｍ邋Ｔｅｒｅｓａ邋ｅｔ邋ａｌ．，２００６）。ＥＴＩ反應是通過識逡逑別病原體效應因子觸發(fā)的，這種能被及基因識別的效應因子就稱為無毒效應因子（Ａｖｉｒｕｌｅｎｃｅ，逡逑Ａｖｒ），攜帶有無毒效應因子的病原體就是無毒株系（Ａｕｓｕｂｅｌ，２００５）。但是病原體自身也在快速地逡逑進化，當其拋棄掉原有無毒效應因子并進化出新的效應因子來抑制植物免疫反應時．這種效應因逡逑子就稱為有毒效應因子（Ｖｉｒｕｌｅｎｃｅ，Ｖｉｒ），相應地，含有這種效應因子的病原體就是有毒株系，能逡逑使植物重新致病。當植物進化出新的及基因來識別這種有毒效應因子后
【學位授予單位】：中國農業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S436.629

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本文編號：2647187