【摘要】：水稻既是基礎(chǔ)生物研究的模式植物,也是世界上最重要的糧食作物之一。稻瘟菌、白葉枯菌等許多病原菌皆可引發(fā)水稻病害的發(fā)生,從而導(dǎo)致稻米產(chǎn)量和品質(zhì)的下降。植物通過長期進(jìn)化形成了抵御病原菌入侵和迫害的精細(xì)先天免疫系統(tǒng),前人研究表明植物自噬途徑也能參與調(diào)控植物對病原菌的防御反應(yīng)。本研究以水稻自噬相關(guān)基因OsATG7的突變體atg7為試驗(yàn)材料,對其進(jìn)行了表型鑒定和病原菌接種實(shí)驗(yàn),構(gòu)建了OsATG7基因的相關(guān)載體,并進(jìn)行了遺傳轉(zhuǎn)化,探索了水稻自噬途徑及OsATG7基因是否且如何參與水稻抗病防衛(wèi)反應(yīng)。結(jié)果如下:1、水稻atg7純合突變體株型矮小、莖稈纖細(xì)、分蘗少、根系少,其花粉可育但花藥不開裂,不能結(jié)實(shí)。2、噴施赤霉素能恢復(fù)水稻atg7純合突變體株高表型。經(jīng)GA合成途徑相關(guān)基因表達(dá)量檢測后推測,赤霉素合成途徑受阻可能是導(dǎo)致atg7純合突變體株型變矮的主要原因。3、構(gòu)建了OsATG7亞細(xì)胞定位、超表達(dá)和互補(bǔ)表達(dá)載體,還構(gòu)建了自噬marker基因OATG8a、ATG8d與RFP熒光蛋白基因的融合表達(dá)載體。將這些載體進(jìn)行了遺傳轉(zhuǎn)化,得到了相應(yīng)的T_0代轉(zhuǎn)基因植株。對各T_0代植株進(jìn)行了相關(guān)生物學(xué)鑒定,即將收獲T_1代種子。4、稻瘟菌接種實(shí)驗(yàn)表明,無論是苗期噴霧接種還是分蘗期離體葉片劃傷接種,atg7純合突變體相對于野生型和雜合突變體表現(xiàn)出更抗稻瘟病的表型,說明OsATG7負(fù)調(diào)控水稻稻瘟病抗性。H_2O_2含量測定結(jié)果表明,未接種稻瘟菌時(shí),atg7純合突變體中H_2O_2含量顯著低于野生型中含量,在接種稻瘟菌12h時(shí),atg7純合突變體和野生型植株中H_2O_2含量都有明顯的升高,但純合突變體中的升高倍數(shù)顯著高于野生型植株。因此推測,在病原菌侵染時(shí),atg7純合突變體和野生型植株體內(nèi)H_2O_2含量都有誘導(dǎo)上調(diào),但是野生型植株中由于自噬的存在,上調(diào)的H_2O_2很快被自噬途徑介導(dǎo)下調(diào),而純合突變體中大量上調(diào)的H_2O_2不能被有效的快速降解,從而能較強(qiáng)的誘導(dǎo)抗病反應(yīng)來限制水稻葉片上稻瘟菌的繁殖擴(kuò)張。5、經(jīng)flg22和chitin處理水稻atg7突變體后,我們檢測了抗性相關(guān)基因PBZ1和OsRac1的表達(dá)情況。結(jié)果表明,缺失OsATG7基因減弱了flg22誘導(dǎo)的水稻防衛(wèi)反應(yīng)信號,但增強(qiáng)了chitin誘導(dǎo)的水稻防衛(wèi)反應(yīng)信號,同時(shí)也加強(qiáng)了OsRac1介導(dǎo)的抗病信號反應(yīng)途徑。這些結(jié)果表明OsATG7參與水稻抵抗病原菌的PTI免疫反應(yīng)。6、白葉枯菌接種結(jié)果表明,水稻atg7純合突變體和野生型植株對白葉枯菌的抗性無顯著差異,都表現(xiàn)出較強(qiáng)抗性。
【學(xué)位授予單位】：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S435.111.2

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

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2 張微;孫鴻;邢莉萍;衛(wèi)曉靜;王華忠;;小麥自噬相關(guān)基因ATG10的克隆及白粉菌侵染誘導(dǎo)的ATG10的表達(dá)[J];作物學(xué)報(bào);2014年08期

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本文編號：2660492