發(fā)布時間：2017-09-28 05:39

  本文關鍵詞：玉米彎孢葉斑病菌PG基因家族鑒定及Clpg1在致病性中的作用

  更多相關文章： 玉米彎孢葉斑病菌 多聚半乳糖醛酸酶 Clpg基因 基因敲除

【摘要】：由新月彎孢[Curvularia lunata(Walker)Boed.]引起的玉米彎孢葉斑病曾在我國北方玉米產(chǎn)區(qū)大發(fā)生,造成嚴重的產(chǎn)量損失,隨后不斷蔓延至全國,成為玉米生產(chǎn)上的重要病害。本研究采用生物信息學方法對玉米彎孢葉斑病菌的多聚半乳糖醛酸酶(PG)基因家族進行了鑒定和序列特征分析;研究了該基因家族在果膠誘導下的不同生長時期和在病菌與寄主互作中的表達模式;采用基因敲除手段,明確了多聚半乳糖醛酸酶家族成員Clpg1基因在玉米彎孢葉斑病菌致病性中的作用,主要研究結果如下:1.采用生物信息學方法,從玉米彎孢葉斑病菌中鑒定出4個多聚半乳糖醛酸酶基因家族成員,分別命名為Clpg1、Clpg2、Clpg3和Clpg4,其編碼蛋白的氨基酸最長的序列包含有449個氨基酸殘基,最短的含有273個氨基酸殘基,4個Clpg基因編碼蛋白的分子量大小范圍為27.4~48.5 kD,等電點范圍為5.53~9.19,通過對基因結構和保守結構域的分析,發(fā)現(xiàn)4個Clpg基因的外顯子和內含子數(shù)量相同,與來源其他真菌中的PG基因具有相同的保守結構域;通過親緣關系分析,發(fā)現(xiàn)Clpg1、Clpg2、Clpg3和Clpg4被分為兩個大分支,Clpg1、Clpg2和Clpg3處于同一個分支,分別與稻平臍蠕孢菌(Bipolaris oryzae)、番茄匍柄霉(Stemphylium lycopersici)、偃麥草核腔菌(Pyrenophora tritici-repentis)和玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)中的PG基因親緣關系較近;Clpg3與玉米小斑病菌(Bipolaris maydis)的PG基因處于同一分支上,親緣關系較近。2.采用實時熒光定量PCR技術,分析了玉米彎孢葉斑病菌的4個Clpg基因在果膠誘導的不同時期和病原-寄主植物互作時期的表達情況,結果表明Clpg1、Clpg2和Clpg4在第2 d表達最高,Clpg3在誘導培養(yǎng)第4 d表達最高;病原與寄主互作3 h時,Clpg1和Clpg3的表達量達最高;在接種后24 h時,Clpg2和Clpg4基因表達量最高,以上結果表明Clpg基因可能在病菌侵染過程中起一定作用。3.通過Double-joint PCR法構建Clpg1的基因敲除載體;通過PEG介導的遺傳轉化,獲得抗性轉化子79株;通過PCR和RT-PCR技術從抗性轉化子菌株中獲得一個Clpg1基因的敲除突變菌株(△Clpg1)。4.通過對△Clpg1基因敲除突變體的生物學特性和致病性分析,結果顯示△Clpg1突變菌株的孢子萌發(fā)率和孢子產(chǎn)量下降;△Clpg1多聚半乳糖醛酸酶的酶活性比野生型菌株DQ-1下調了16%,通過對離體葉片接種實驗發(fā)現(xiàn)△Clpg1致病性比野生型菌株DQ-1致病性弱,表明玉米彎孢葉斑病菌Clpg1基因影響多聚半乳糖醛酸酶活性,導致致病性降低。
【關鍵詞】：玉米彎孢葉斑病菌 多聚半乳糖醛酸酶 Clpg基因 基因敲除
【學位授予單位】：黑龍江八一農(nóng)墾大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S435.13
【目錄】：

• 摘要4-6
• 英文摘要6-12
• 第一章 文獻綜述12-20
• 1.1 玉米彎孢葉斑病研究概況12-14
• 1.1.1 玉米彎孢葉斑病菌發(fā)生與危害12-13
• 1.1.2 玉米彎孢葉斑病菌生物學特性13
• 1.1.3 玉米彎孢葉斑病菌致病機理13-14
• 1.2 植物病原菌多聚半乳糖醛酸酶研究概況14-17
• 1.3 基因功能研究方法17-19
• 1.3.1 生物信息學分析方法17-18
• 1.3.2 基因功能驗證方法18-19
• 1.4 研究目的與意義19-20
• 第二章 玉米彎孢葉斑病菌多聚半乳糖醛酸酶基因家族成員鑒定20-32
• 2.1 材料與方法20-23
• 2.1.1 供試菌株20
• 2.1.2 主要試劑及培養(yǎng)基20
• 2.1.3 玉米彎孢葉斑病菌PG基因家族成員鑒定及生物信息學分析20-21
• 2.1.4 PG基因家族成員的基因結構分析及系統(tǒng)進化樹構建21
• 2.1.5 PG基因誘導時期和病菌與寄主植物互作時期表達分析21-23
• 2.2 結果與分析23-30
• 2.2.1 PG基因家族成員鑒定23-24
• 2.2.2 Clpg基因家族成員保守結構域預測24-25
• 2.2.3 Clpg基因家族成員基因結構分析25
• 2.2.4 Clpg基因家族成員系統(tǒng)進化樹構建25-28
• 2.2.5 Clpg基因家族成員在果膠不同誘導時期表達量分析28-29
• 2.2.6 Clpg基因家族成員在病原菌與寄主植物互作過程中不同時期表達量分析29-30
• 2.3 結論與討論30-32
• 第三章 玉米彎孢葉斑病菌Clpg1基因敲除及突變體鑒定32-44
• 3.1 材料與方法32-39
• 3.1.1 主要試劑與培養(yǎng)基32-33
• 3.1.2 供試菌株及質粒33
• 3.1.3 多聚半乳糖醛酸酶Clpg1基因敲除載體構建33-37
• 3.1.4 PEG介導玉米彎孢葉斑病菌Clpg1基因敲除與敲除突變體篩選37
• 3.1.5 玉米彎孢葉斑病菌Clpg1基因敲除突變菌株鑒定37-39
• 3.2 結果與分析39-42
• 3.2.1 Clpg1基因敲除載體構建39-40
• 3.2.2 PEG介導的Clpg1基因敲除40-41
• 3.2.3 Clpg1基因敲除突變體菌株篩選及檢測41-42
• 3.3 結論與討論42-44
• 第四章 Clpg1基因敲除突變體菌株生物學分析44-52
• 4.1 材料與方法44-46
• 4.1.1 供試菌株及主要培養(yǎng)基44
• 4.1.2 Clpg1基因敲除突變體菌株△Clpg1菌落形態(tài)觀察44
• 4.1.3 Clpg1基因敲除突變體菌株△Clpg1孢子形態(tài)觀察及產(chǎn)孢能力測定44-45
• 4.1.4 Clpg1基因敲除突變體菌株△Clpg1孢子萌發(fā)率測定45
• 4.1.5 Clpg1基因敲除突變體菌株△Clpg1附著胞觀察45
• 4.1.6 Clpg1基因敲除突變體菌株△Clpg1多聚半乳糖醛酸酶酶活性測定45
• 4.1.7 Clpg1基因敲除突變體菌株△Clpg1對離體葉片致病性檢測45-46
• 4.2 結果與分析46-50
• 4.2.1 Clpg1基因缺失對菌落形態(tài)影響46
• 4.2.2 Clpg1基因缺失對孢子形態(tài)及產(chǎn)孢能力的影響46-47
• 4.2.3 Clpg1基因缺失對孢子萌發(fā)率的影響47-48
• 4.2.4 Clpg1基因缺失對附著胞的影響48
• 4.2.5 Clpg1基因缺失對多聚半乳糖醛酸酶酶活性的影響48-49
• 4.2.6 Clpg1基因缺失對致病性的影響49-50
• 4.3 結論與討論50-52
• 第五章 結論52-54
• 參考文獻54-62
• 致謝62-64
• 個人簡歷64-66
• 附錄66

【參考文獻】

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本文編號：934101