人參灰霉病菌BcGP基因的功能研究
發(fā)布時間:2021-02-12 13:01
人參(Panax ginseng C.A.Meyer)是我國傳統(tǒng)的名貴中草藥,為五加科多年生草本藥用植物,具有非常高的藥用價值和經濟價值。東北是人參的重要產區(qū),灰葡萄孢可以侵染人參葉片、葉柄、花和果實,嚴重時還會侵染人參的莖和根。目前,人參灰霉病已經成為影響人參產業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的主要危害之一。BcGP基因編碼谷氨酰胺轉移酶,谷氨酰胺轉移酶在自然界分布廣泛,目前該酶主要來源是微生物,主要應用在食品工業(yè)用于改善食品蛋白質結構,也有報道該酶與人類疾病相關(包括腫瘤、自身免疫疾病、皮膚病、神經退行疾病等),但目前未見有關該酶在灰葡萄孢致病過程中的作用的報道。本論文通過對BcGP基因研究,得到了如下結果:1、對BcGP基因進行了克隆和生物信息學分析,發(fā)現BcGP基因全長781 bp,含有三個外顯子和兩個內含子,其開放閱讀框長681bp,編碼226個氨基酸,有5個結構域,在進化上具有保守性。2、通過農桿菌介導的遺傳轉化的方法得到了BcGP基因的敲除突變體ΔBcGP和回補轉化子ΔBcGP/GP,并通過相應的抗性篩選、PCR驗證和qRT-PCR檢測驗證了敲除子和互補子。3、ΔBcGP的菌落生長速度略快...
【文章來源】:吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】:66 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
灰霉病癥狀
第一章緒論4圖1.2灰葡萄孢生活史及相關癥狀(引自Fillinger&Elad.,2016)Fig.1.2LifecycleofB.cinereaandassociatedsymptoms(Fillinger&Elad.,2016)隨著對灰葡萄孢分子研究的深入,包括對兩株灰葡萄孢的全基因組測序和分析,灰葡萄孢在感染過程中使用的分子策略已經大致概括出一個模型:一個復雜的信號網絡調節(jié)大量蛋白質和植物毒性次生代謝物的分泌,這些是灰葡萄孢侵染寄主所必需的。此外,植物過敏反應(Hypersensitiveresponse,HR),是一種程序性細胞死亡(Programmedcelldeath,PCD)的形式,在灰葡萄孢的致病策略中起著重要作用[25]。死體營養(yǎng)型病原菌大致可分為兩種,一種為宿主特異性腐生菌,其分泌的毒素若能被宿主識別,便能激活宿主的細胞程序性死亡過程從而特異侵染該宿主,反之若毒素不被識別,便不可以入侵宿主;另一種為廣泛宿主型腐生菌,其致病的機理不同于前一種,并且相對于前一種其機理更為復雜[39];移咸焰咦鳛橐环N典型的死體營養(yǎng)型病原菌,在研究其毒力策略時的基本原則包括利用死因子和PCD誘導毒力因子中的一種或兩種快速殺死宿主組織[40]。當灰葡萄孢侵入寄主植物后,會致使寄主植物細胞死亡,這個過程包括一些誘導寄主植物細胞程序死亡(PCD),這一過程有利于灰霉菌的進一步侵染,這可能是灰霉病原菌初期侵染成功的必要因素之一。致死誘導因子在感染早期是必不可少的,而PCD誘導因子在感染后期可能更為豐富[41]。在侵染擬南芥和番茄時,植物的過敏性壞死反應是發(fā)揮灰葡萄孢致病性的必要因素之一[42]。
??62-64],從而催化蛋白質或多肽分子間形成共價交聯(lián)及蛋白質分子內谷氨酰胺基的水解,形成分子內和分子間的網狀結構,進而改善蛋白質的結構和功能特性甚至帶來新的功能。谷氨酰胺轉胺酶以肽鏈中谷氨酰胺殘基的γ-羧酰胺基作為;w,而;荏w可以有多種受體,包括多肽鏈中賴氨酸殘基的ε-氨基、伯胺基和水等。其中,當水充當為;荏w時,谷氨酰胺轉移會促使谷氨酰胺殘基發(fā)生水解,使之脫酰胺,生成谷氨酸和氨,谷氨酸可再參與生物體中其他生化反應,該反應可以改變蛋白的等電點和溶解度,進而改變蛋白的性質(如圖1.3③)。除上文所述之外,該酶也可以直接將谷氨酰胺分解為谷氨酸和氨[62]。近些年來,谷氨酰胺轉移酶在食品、工業(yè)、農業(yè)、生物醫(yī)藥、紡織和化妝品等諸多領域都有廣泛的應用[65-67]。圖1.3谷氨酰胺轉胺移的催化反應(引自Wang&Liu.,2010)Fig.1.3Catalyticreactionoftransglutaminase(Wang&Liu.,2010)谷氨酰胺(Glutamine,GLN)是人體循環(huán)系統(tǒng)和氨基酸庫中含量最豐富的非必需氨基酸。谷氨酰胺也被證明是一種條件必需氨基酸,在損傷反應中起重要作用。谷氨酰胺還可以維持生物體內的酸堿平衡,維持胃、腸上皮的功能和形態(tài),維護組織中抗氧化劑的儲存量,增強免疫應答,增強宿主防御能力。標準腸外營養(yǎng)對照(Standardparenteralnutrition,STD)補充谷氨酰胺能顯著增加谷胱甘肽(Glutathione,GSH)的儲備,提高損傷動物模型的存活率,因此谷氨酰胺在各種抗損傷過程中發(fā)揮重要作用[68]。谷胱甘肽(GSH)是一種由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸組成的三肽,是生物體內一種重要的抗氧化劑,是宿主防御系統(tǒng)的重要組成部分。谷胱甘肽可以通過增強谷胱甘肽前體
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Current Status and Problem-Solving Strategies for Ginseng Industry[J]. LI Xiang-yan,SUN Li-wei,ZHAO Da-qing. Chinese Journal of Integrative Medicine. 2019(12)
[2]人參灰霉病研究進展[J]. 劉琨,李勇,王蓉,丁萬隆. 中國現代中藥. 2019(07)
[3]谷氨酰胺轉移酶6的結構及功能研究進展[J]. 陳葵,孫一忞,王堅. 中國臨床神經科學. 2018(05)
[4]人參銹腐病相關研究進展[J]. 佟愛仔,劉強,王敏,曹志強. 人參研究. 2018(01)
[5]長白山區(qū)人參主要病害安全用藥技術研究[J]. 左玉霞. 農業(yè)與技術. 2017(20)
[6]ABC轉運蛋白BcAtm1參與灰葡萄孢分生孢子萌發(fā)及對寄主植物的侵染[J]. 崔亞忠,陶嵐,孫晨浩,劉平,李桂華,秦慶明. 植物病理學報. 2016(05)
[7]不同人參灰霉病的灰葡萄孢菌生物學特性及致病性比較[J]. 袁月,周如軍,傅俊范,盧占慧,史曉琪,李自博. 沈陽農業(yè)大學學報. 2016(03)
[8]農田栽參模式中人參根腐病原菌鑒定與防治[J]. 王瑞,董林林,徐江,張乃嘦,藤原直樹,李西文,沈亮,陳士林. 中國中藥雜志. 2016(10)
[9]人參銹腐病病原菌鑒定及生物學特性研究[J]. 張鴻雁,任勇洋,曹新宇,趙偉. 北方園藝. 2015(19)
[10]人參根腐病拮抗菌的篩選、鑒定及其抑菌活性[J]. 勾長龍,王雨瓊,孫朋,畢彥暉,婁玉杰,高云航. 食品科學. 2015(19)
博士論文
[1]灰霉菌組蛋白去甲基化酶BcJar1功能分析及致病機理研究[D]. 侯杰.吉林大學 2019
碩士論文
[1]人參根腐病、銹腐病病原菌分析及其拮抗菌的篩選與鑒定[D]. 陳德國.吉林農業(yè)大學 2019
[2]稻瘟菌核糖體蛋白L21(Rpl21)的生物功能分析[D]. 王艷艷.吉林大學 2018
[3]人參灰霉病病原學及其致病機制研究[D]. 袁月.沈陽農業(yè)大學 2016
[4]人參銹腐病生防用拮抗細菌分離鑒定及機理初探[D]. 金海強.延邊大學 2013
本文編號:3030902
【文章來源】:吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】:66 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
灰霉病癥狀
第一章緒論4圖1.2灰葡萄孢生活史及相關癥狀(引自Fillinger&Elad.,2016)Fig.1.2LifecycleofB.cinereaandassociatedsymptoms(Fillinger&Elad.,2016)隨著對灰葡萄孢分子研究的深入,包括對兩株灰葡萄孢的全基因組測序和分析,灰葡萄孢在感染過程中使用的分子策略已經大致概括出一個模型:一個復雜的信號網絡調節(jié)大量蛋白質和植物毒性次生代謝物的分泌,這些是灰葡萄孢侵染寄主所必需的。此外,植物過敏反應(Hypersensitiveresponse,HR),是一種程序性細胞死亡(Programmedcelldeath,PCD)的形式,在灰葡萄孢的致病策略中起著重要作用[25]。死體營養(yǎng)型病原菌大致可分為兩種,一種為宿主特異性腐生菌,其分泌的毒素若能被宿主識別,便能激活宿主的細胞程序性死亡過程從而特異侵染該宿主,反之若毒素不被識別,便不可以入侵宿主;另一種為廣泛宿主型腐生菌,其致病的機理不同于前一種,并且相對于前一種其機理更為復雜[39];移咸焰咦鳛橐环N典型的死體營養(yǎng)型病原菌,在研究其毒力策略時的基本原則包括利用死因子和PCD誘導毒力因子中的一種或兩種快速殺死宿主組織[40]。當灰葡萄孢侵入寄主植物后,會致使寄主植物細胞死亡,這個過程包括一些誘導寄主植物細胞程序死亡(PCD),這一過程有利于灰霉菌的進一步侵染,這可能是灰霉病原菌初期侵染成功的必要因素之一。致死誘導因子在感染早期是必不可少的,而PCD誘導因子在感染后期可能更為豐富[41]。在侵染擬南芥和番茄時,植物的過敏性壞死反應是發(fā)揮灰葡萄孢致病性的必要因素之一[42]。
??62-64],從而催化蛋白質或多肽分子間形成共價交聯(lián)及蛋白質分子內谷氨酰胺基的水解,形成分子內和分子間的網狀結構,進而改善蛋白質的結構和功能特性甚至帶來新的功能。谷氨酰胺轉胺酶以肽鏈中谷氨酰胺殘基的γ-羧酰胺基作為;w,而;荏w可以有多種受體,包括多肽鏈中賴氨酸殘基的ε-氨基、伯胺基和水等。其中,當水充當為;荏w時,谷氨酰胺轉移會促使谷氨酰胺殘基發(fā)生水解,使之脫酰胺,生成谷氨酸和氨,谷氨酸可再參與生物體中其他生化反應,該反應可以改變蛋白的等電點和溶解度,進而改變蛋白的性質(如圖1.3③)。除上文所述之外,該酶也可以直接將谷氨酰胺分解為谷氨酸和氨[62]。近些年來,谷氨酰胺轉移酶在食品、工業(yè)、農業(yè)、生物醫(yī)藥、紡織和化妝品等諸多領域都有廣泛的應用[65-67]。圖1.3谷氨酰胺轉胺移的催化反應(引自Wang&Liu.,2010)Fig.1.3Catalyticreactionoftransglutaminase(Wang&Liu.,2010)谷氨酰胺(Glutamine,GLN)是人體循環(huán)系統(tǒng)和氨基酸庫中含量最豐富的非必需氨基酸。谷氨酰胺也被證明是一種條件必需氨基酸,在損傷反應中起重要作用。谷氨酰胺還可以維持生物體內的酸堿平衡,維持胃、腸上皮的功能和形態(tài),維護組織中抗氧化劑的儲存量,增強免疫應答,增強宿主防御能力。標準腸外營養(yǎng)對照(Standardparenteralnutrition,STD)補充谷氨酰胺能顯著增加谷胱甘肽(Glutathione,GSH)的儲備,提高損傷動物模型的存活率,因此谷氨酰胺在各種抗損傷過程中發(fā)揮重要作用[68]。谷胱甘肽(GSH)是一種由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸組成的三肽,是生物體內一種重要的抗氧化劑,是宿主防御系統(tǒng)的重要組成部分。谷胱甘肽可以通過增強谷胱甘肽前體
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Current Status and Problem-Solving Strategies for Ginseng Industry[J]. LI Xiang-yan,SUN Li-wei,ZHAO Da-qing. Chinese Journal of Integrative Medicine. 2019(12)
[2]人參灰霉病研究進展[J]. 劉琨,李勇,王蓉,丁萬隆. 中國現代中藥. 2019(07)
[3]谷氨酰胺轉移酶6的結構及功能研究進展[J]. 陳葵,孫一忞,王堅. 中國臨床神經科學. 2018(05)
[4]人參銹腐病相關研究進展[J]. 佟愛仔,劉強,王敏,曹志強. 人參研究. 2018(01)
[5]長白山區(qū)人參主要病害安全用藥技術研究[J]. 左玉霞. 農業(yè)與技術. 2017(20)
[6]ABC轉運蛋白BcAtm1參與灰葡萄孢分生孢子萌發(fā)及對寄主植物的侵染[J]. 崔亞忠,陶嵐,孫晨浩,劉平,李桂華,秦慶明. 植物病理學報. 2016(05)
[7]不同人參灰霉病的灰葡萄孢菌生物學特性及致病性比較[J]. 袁月,周如軍,傅俊范,盧占慧,史曉琪,李自博. 沈陽農業(yè)大學學報. 2016(03)
[8]農田栽參模式中人參根腐病原菌鑒定與防治[J]. 王瑞,董林林,徐江,張乃嘦,藤原直樹,李西文,沈亮,陳士林. 中國中藥雜志. 2016(10)
[9]人參銹腐病病原菌鑒定及生物學特性研究[J]. 張鴻雁,任勇洋,曹新宇,趙偉. 北方園藝. 2015(19)
[10]人參根腐病拮抗菌的篩選、鑒定及其抑菌活性[J]. 勾長龍,王雨瓊,孫朋,畢彥暉,婁玉杰,高云航. 食品科學. 2015(19)
博士論文
[1]灰霉菌組蛋白去甲基化酶BcJar1功能分析及致病機理研究[D]. 侯杰.吉林大學 2019
碩士論文
[1]人參根腐病、銹腐病病原菌分析及其拮抗菌的篩選與鑒定[D]. 陳德國.吉林農業(yè)大學 2019
[2]稻瘟菌核糖體蛋白L21(Rpl21)的生物功能分析[D]. 王艷艷.吉林大學 2018
[3]人參灰霉病病原學及其致病機制研究[D]. 袁月.沈陽農業(yè)大學 2016
[4]人參銹腐病生防用拮抗細菌分離鑒定及機理初探[D]. 金海強.延邊大學 2013
本文編號:3030902
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