玉米北方炭疽病菌(Kabatiella zeae)靶基因敲除體系建立及聚酮合酶基因KzPKS18功能初步研究
發(fā)布時(shí)間:2023-01-08 13:16
玉米北方炭疽病又稱為玉米眼斑病,是由玉蜀黍球梗孢(Kabatiella zeae Narita et Hiratsuka)侵染引起的玉米葉部病害。近年來(lái)由于品種更替和栽培措施等條件的變化使玉米北方炭疽病的發(fā)生呈現(xiàn)上升趨勢(shì),常年造成減產(chǎn)5-10%。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)該病害的研究重點(diǎn)主要集中在病原菌分離、鑒定及生物學(xué)特性、病害發(fā)生規(guī)律和防治技術(shù)等方面,雖有學(xué)者利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)技術(shù)(ATMT)建立了玉米北方炭疽病菌突變體庫(kù),但研究該病菌致病機(jī)理的遺傳轉(zhuǎn)化方法以及致病相關(guān)基因功能的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。聚酮合酶基因PKS18是黑色素合成的關(guān)鍵基因,已證明PKS18與玉米小斑病菌(Cochliobolus heterostrophus)、玉米彎孢葉斑病菌(Curvularia lunata)等多種玉米葉部病害的病原菌致病性關(guān)系密切。本文以克隆獲得的KzPKS18基因?yàn)檠芯繉?duì)象,利用生物信息學(xué)軟件預(yù)測(cè)分析該基因編碼的蛋白理化性質(zhì)及功能。建立并優(yōu)化了玉米北方炭疽病菌靶基因敲除體系;在此基礎(chǔ)上研究了KzPKS18的生物學(xué)特性、抗脅迫能力及對(duì)致病力的影響,為進(jìn)一步研究KzPKS18基因的功能奠定了基礎(chǔ)。取得的主要研究...
【文章頁(yè)數(shù)】:75 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
前言
第一章 玉米北方炭疽病與基因編輯技術(shù)研究進(jìn)展
1.1 玉米北方炭疽病研究概述
1.1.1 發(fā)生概述
1.1.2 分布
1.1.3 病害癥狀
1.1.4 危害
1.1.5 病原
1.1.6 發(fā)生規(guī)律
1.1.7 綜合防治
1.2 基因編輯研究進(jìn)展
1.2.1 基因編輯原理
1.2.2 基因編輯技術(shù)種類
1.3 絲狀真菌聚酮合酶(Polyketide synthase PKS)基因研究進(jìn)展
1.3.1 絲狀真菌聚酮合酶的作用
1.3.2 絲狀真菌聚酮合酶的分類
1.3.3 絲狀真菌聚酮合酶基因獲得方法
1.3.4 絲狀真菌聚酮合酶基因的功能驗(yàn)證
1.3.5 絲狀真菌聚酮合酶基因參與黑色素合成的過(guò)程
1.4 本研究的目的與意義
第二章 玉米北方炭疽病菌PKS18 基因克隆與生物信息學(xué)分析
2.1 材料與方法
2.1.1 材料
2.1.2 方法
2.2 結(jié)果與分析
2.2.1 KzPKS18 基因序列的獲得
2.2.2 開(kāi)放閱讀框分析
2.2.3 蛋白的理化性質(zhì)分析
2.2.4 蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)分析
2.2.5 蛋白的跨膜區(qū)和信號(hào)肽分析
2.2.6 亞細(xì)胞定位預(yù)測(cè)
2.2.7 蛋白功能結(jié)構(gòu)域分析
2.2.8 KzPKS18 蛋白的三維結(jié)構(gòu)圖
2.2.9 KzPKS18 的系統(tǒng)進(jìn)化性分析
2.3 小結(jié)
第三章 玉米北方炭疽病菌ATMT靶基因敲除體系的建立
第一節(jié) 玉米北方炭疽病菌PKS18 基因敲除載體構(gòu)建
3.1 材料與方法
3.1.1 材料
3.1.2 方法
3.2 結(jié)果與分析
3.2.1 KzPKS18 基因5'端與3'端側(cè)翼序列的擴(kuò)增
3.2.2 KzPKS18 基因片段與載體的連接與驗(yàn)證
3.2.3 KzPKS18 基因敲除載體農(nóng)桿菌驗(yàn)證
3.3 小結(jié)
第二節(jié) 玉米北方炭疽病ATMT靶基因敲除體系的建立
3.1 材料與方法
3.1.1 材料
3.1.2 方法
3.2 結(jié)果與分析
3.2.1 農(nóng)桿菌介導(dǎo)的玉米北方炭疽菌遺傳轉(zhuǎn)化
3.2.2 不同濃度的分生孢子懸浮液對(duì)轉(zhuǎn)化效率的影響
3.2.3 農(nóng)桿菌與分生孢子混合比例對(duì)轉(zhuǎn)化效率的影響
3.2.4 不同濃度的農(nóng)桿菌菌懸液對(duì)轉(zhuǎn)化效率的影響
3.2.5 不同誘導(dǎo)時(shí)間對(duì)轉(zhuǎn)化效率的影響
3.2.6 不同共培養(yǎng)時(shí)間對(duì)轉(zhuǎn)化效率的影響
3.2.7 轉(zhuǎn)化子驗(yàn)證
3.3 小結(jié)
第四章 KzPKS18 基因?qū)τ衩妆狈教烤也【L(zhǎng)發(fā)育及致病力的影響
4.1 材料與方法
4.1.1 菌株
4.1.2 供試培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件
4.1.3 緩沖液及試劑
4.1.4 方法
4.2 結(jié)果與分析
4.2.1 菌落形態(tài)觀察及生長(zhǎng)速率測(cè)定
4.2.2 產(chǎn)孢量測(cè)定
4.2.3 萌發(fā)率測(cè)定
4.2.4 附著胞形成率測(cè)定
4.2.5 細(xì)胞壁完整性試驗(yàn)
4.2.6 滲透脅迫試驗(yàn)
4.2.7 抗氧化脅迫試驗(yàn)
4.2.8 致病力檢測(cè)
4.3 小結(jié)
第五章 結(jié)論與討論
5.1 結(jié)論
5.2 討論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基因編輯技術(shù):進(jìn)展與挑戰(zhàn)[J]. 盧俊南,褚鑫,潘燕平,陳映羲,溫欒,戴俊彪. 中國(guó)科學(xué)院院刊. 2018(11)
[2]六種重要玉米病害病原名稱的厘定[J]. 王曉鳴. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué). 2018(18)
[3]基因編輯技術(shù)及其應(yīng)用的研究進(jìn)展[J]. 李想,崔文濤,李奎. 中國(guó)畜牧獸醫(yī). 2017(08)
[4]玉米北方炭疽病病原鑒定及不同條件對(duì)其生長(zhǎng)的影響[J]. 孟玲敏,蘇前富,賈嬌,張偉,李紅,晉齊鳴. 玉米科學(xué). 2016(04)
[5]真菌聚酮合酶基因研究進(jìn)展[J]. 孫書荃,董章勇,張?jiān)葡?向梅梅. 仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院學(xué)報(bào). 2015(04)
[6]遼寧省玉米北方炭疽病菌的分離鑒定及生物學(xué)特性[J]. 孫佳瑩,肖淑芹,路媛媛,涂廣平,薛春生,陳捷. 植物保護(hù)學(xué)報(bào). 2015(06)
[7]淺談?dòng)衩妆狈教烤也J]. 張崎峰. 中國(guó)西部科技. 2014(01)
[8]基因編輯新技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 劉蓓,尉瑋,王麗華. 亞熱帶農(nóng)業(yè)研究. 2013(04)
[9]玉米北方炭疽病綜合防治技術(shù)[J]. 岳維峰. 現(xiàn)代農(nóng)村科技. 2012(14)
[10]植物病原真菌黑色素與致病性關(guān)系的研究進(jìn)展[J]. 曹志艷,楊勝勇,董金皋. 微生物學(xué)通報(bào). 2006(01)
本文編號(hào):3728543
【文章頁(yè)數(shù)】:75 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
前言
第一章 玉米北方炭疽病與基因編輯技術(shù)研究進(jìn)展
1.1 玉米北方炭疽病研究概述
1.1.1 發(fā)生概述
1.1.2 分布
1.1.3 病害癥狀
1.1.4 危害
1.1.5 病原
1.1.6 發(fā)生規(guī)律
1.1.7 綜合防治
1.2 基因編輯研究進(jìn)展
1.2.1 基因編輯原理
1.2.2 基因編輯技術(shù)種類
1.3 絲狀真菌聚酮合酶(Polyketide synthase PKS)基因研究進(jìn)展
1.3.1 絲狀真菌聚酮合酶的作用
1.3.2 絲狀真菌聚酮合酶的分類
1.3.3 絲狀真菌聚酮合酶基因獲得方法
1.3.4 絲狀真菌聚酮合酶基因的功能驗(yàn)證
1.3.5 絲狀真菌聚酮合酶基因參與黑色素合成的過(guò)程
1.4 本研究的目的與意義
第二章 玉米北方炭疽病菌PKS18 基因克隆與生物信息學(xué)分析
2.1 材料與方法
2.1.1 材料
2.1.2 方法
2.2 結(jié)果與分析
2.2.1 KzPKS18 基因序列的獲得
2.2.2 開(kāi)放閱讀框分析
2.2.3 蛋白的理化性質(zhì)分析
2.2.4 蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)分析
2.2.5 蛋白的跨膜區(qū)和信號(hào)肽分析
2.2.6 亞細(xì)胞定位預(yù)測(cè)
2.2.7 蛋白功能結(jié)構(gòu)域分析
2.2.8 KzPKS18 蛋白的三維結(jié)構(gòu)圖
2.2.9 KzPKS18 的系統(tǒng)進(jìn)化性分析
2.3 小結(jié)
第三章 玉米北方炭疽病菌ATMT靶基因敲除體系的建立
第一節(jié) 玉米北方炭疽病菌PKS18 基因敲除載體構(gòu)建
3.1 材料與方法
3.1.1 材料
3.1.2 方法
3.2 結(jié)果與分析
3.2.1 KzPKS18 基因5'端與3'端側(cè)翼序列的擴(kuò)增
3.2.2 KzPKS18 基因片段與載體的連接與驗(yàn)證
3.2.3 KzPKS18 基因敲除載體農(nóng)桿菌驗(yàn)證
3.3 小結(jié)
第二節(jié) 玉米北方炭疽病ATMT靶基因敲除體系的建立
3.1 材料與方法
3.1.1 材料
3.1.2 方法
3.2 結(jié)果與分析
3.2.1 農(nóng)桿菌介導(dǎo)的玉米北方炭疽菌遺傳轉(zhuǎn)化
3.2.2 不同濃度的分生孢子懸浮液對(duì)轉(zhuǎn)化效率的影響
3.2.3 農(nóng)桿菌與分生孢子混合比例對(duì)轉(zhuǎn)化效率的影響
3.2.4 不同濃度的農(nóng)桿菌菌懸液對(duì)轉(zhuǎn)化效率的影響
3.2.5 不同誘導(dǎo)時(shí)間對(duì)轉(zhuǎn)化效率的影響
3.2.6 不同共培養(yǎng)時(shí)間對(duì)轉(zhuǎn)化效率的影響
3.2.7 轉(zhuǎn)化子驗(yàn)證
3.3 小結(jié)
第四章 KzPKS18 基因?qū)τ衩妆狈教烤也【L(zhǎng)發(fā)育及致病力的影響
4.1 材料與方法
4.1.1 菌株
4.1.2 供試培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件
4.1.3 緩沖液及試劑
4.1.4 方法
4.2 結(jié)果與分析
4.2.1 菌落形態(tài)觀察及生長(zhǎng)速率測(cè)定
4.2.2 產(chǎn)孢量測(cè)定
4.2.3 萌發(fā)率測(cè)定
4.2.4 附著胞形成率測(cè)定
4.2.5 細(xì)胞壁完整性試驗(yàn)
4.2.6 滲透脅迫試驗(yàn)
4.2.7 抗氧化脅迫試驗(yàn)
4.2.8 致病力檢測(cè)
4.3 小結(jié)
第五章 結(jié)論與討論
5.1 結(jié)論
5.2 討論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基因編輯技術(shù):進(jìn)展與挑戰(zhàn)[J]. 盧俊南,褚鑫,潘燕平,陳映羲,溫欒,戴俊彪. 中國(guó)科學(xué)院院刊. 2018(11)
[2]六種重要玉米病害病原名稱的厘定[J]. 王曉鳴. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué). 2018(18)
[3]基因編輯技術(shù)及其應(yīng)用的研究進(jìn)展[J]. 李想,崔文濤,李奎. 中國(guó)畜牧獸醫(yī). 2017(08)
[4]玉米北方炭疽病病原鑒定及不同條件對(duì)其生長(zhǎng)的影響[J]. 孟玲敏,蘇前富,賈嬌,張偉,李紅,晉齊鳴. 玉米科學(xué). 2016(04)
[5]真菌聚酮合酶基因研究進(jìn)展[J]. 孫書荃,董章勇,張?jiān)葡?向梅梅. 仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院學(xué)報(bào). 2015(04)
[6]遼寧省玉米北方炭疽病菌的分離鑒定及生物學(xué)特性[J]. 孫佳瑩,肖淑芹,路媛媛,涂廣平,薛春生,陳捷. 植物保護(hù)學(xué)報(bào). 2015(06)
[7]淺談?dòng)衩妆狈教烤也J]. 張崎峰. 中國(guó)西部科技. 2014(01)
[8]基因編輯新技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 劉蓓,尉瑋,王麗華. 亞熱帶農(nóng)業(yè)研究. 2013(04)
[9]玉米北方炭疽病綜合防治技術(shù)[J]. 岳維峰. 現(xiàn)代農(nóng)村科技. 2012(14)
[10]植物病原真菌黑色素與致病性關(guān)系的研究進(jìn)展[J]. 曹志艷,楊勝勇,董金皋. 微生物學(xué)通報(bào). 2006(01)
本文編號(hào):3728543
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