【摘要】：煙草(NicotianatabacumL.)是重要的研究模式植物,也是全世界重要的經(jīng)濟作物。近年來,低溫和赤星病(brown spot)是煙草生產(chǎn)上遇到的兩大重要的災(zāi)害。通過基因工程改良煙草的農(nóng)藝性狀以及增強對低溫和赤星病的抵御能力,是提高全球煙草質(zhì)量和產(chǎn)量的根本途徑。本研究在煙草抗低溫方面,根據(jù)K326的抗低溫能力強于CB-1的特點,前人利用K326和CB-1低溫條件下比較轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究,我們克隆出一個煙草低溫響應(yīng)NtbHLH123轉(zhuǎn)錄因子,并進行遺傳轉(zhuǎn)化煙草,研究其在煙草耐寒性方面的功能。在赤星病方面,通過對抗感不同煙草品種表型和轉(zhuǎn)錄組分析,鑒定到了一類抗病調(diào)控關(guān)鍵基因NtHIRs,酵母雙雜表明NtHIRs能形成同源或者異源二聚體,同時還能與NtLRR、NtSYP等蛋白互作,運用穩(wěn)定遺傳轉(zhuǎn)化和病毒載體誘導(dǎo)的基因沉默技術(shù)探討NtHIRs與其互作蛋白在煙草與鏈格孢菌互作中的作用,為進一步揭示煙草赤星病的抗病機制奠定研究基礎(chǔ),通過研究主要得到以下研究結(jié)果:(1)我們從煙草(Nicotiana tabacum)克隆了一個bHLH轉(zhuǎn)錄因子NtbHLH123,響應(yīng)冷處理(4℃)。NtbHLH123的過表達增強了轉(zhuǎn)基因煙草植株的耐冷性。酵母單雜交,染色質(zhì)免疫沉淀PCR和瞬時表達分析測定,NtbHLH123直接結(jié)合NtCBF基因啟動子中的G-box/E-box作用元件上并正向調(diào)節(jié)其表達。此外,過表達NtbHLH123的煙草植株在低溫脅迫下表現(xiàn)出較低的電解質(zhì)滲漏,低的丙二醛含量,H2O2和ROS積累,這有助于緩解冷脅迫處理后細胞膜的氧化損傷。而NtbHLH123通過改善一些非生物脅迫響應(yīng)基因的表達以調(diào)節(jié)活性氧清除能力和其他脅迫耐受途徑來增加脅迫耐受性。(2)表型、臺盼藍染色和DAB染色結(jié)果表明,與感病品種相比,抗病品種葉片被侵染部位活性氧迅速產(chǎn)生和積累,進而促進細胞的死亡形成過敏反應(yīng)。同時對抗感不同的煙草種質(zhì)接種鏈格孢菌,RNA-seq和蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)分析結(jié)果表明過敏反應(yīng)相關(guān)基因NtHIR2表達差異比較明顯。因此,從煙草中克隆到過敏反應(yīng)誘導(dǎo)基因NtHIR2,表達分析顯示NtHIR2在葉中表達較高,并且受鏈格孢菌侵染和活性氧的誘導(dǎo)。以NtHIR2為誘餌蛋白進行酵母雙雜交篩庫,結(jié)果表明NtHIR2與NtLRR/NtSYP/NtWRKY等蛋白互作,可能共同調(diào)控下游基因的表達,進而可能影響植物抗病性。
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級別】：博士后
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S435.72;S572

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9 鄭新章;董志堅;劉立全;;煙草病蟲無公害防治技術(shù)研究進展[A];全面建設(shè)小康社會——中國科協(xié)二○○三年學(xué)術(shù)年會農(nóng)林水論文精選[C];2003年

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2 易龍;煙草內(nèi)生與附生細菌互作對赤星病的控病及機理研究[D];西南農(nóng)業(yè)大學(xué);2004年

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4 滕娟;赤星病煙葉圖像分割研究[D];吉首大學(xué);2017年

5 周建國;防治煙草赤星病藥劑篩選研究[D];湖南農(nóng)業(yè)大學(xué);2012年

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7 王建文;煙草赤星病對煙葉化學(xué)成分的影響及綜合防治試驗研究[D];湖南農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

8 周棱波;煙草赤星病拮抗細菌的篩選及其防效測定[D];湖南農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

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本文編號：2686615