【摘要】：水稻既是基礎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,從而導致稻米產(chǎn)量和品質的下降。植物通過長期進化形成了抵御病原菌入侵和迫害的精細先天免疫系統(tǒng),前人研究表明植物自噬途徑也能參與調控植物對病原菌的防御反應。本研究以水稻自噬相關基因OsATG7的突變體atg7為試驗材料,對其進行了表型鑒定和病原菌接種實驗,構建了OsATG7基因的相關載體,并進行了遺傳轉化,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。結果如下:1、水稻atg7純合突變體株型矮小、莖稈纖細、分蘗少、根系少,其花粉可育但花藥不開裂,不能結實。2、噴施赤霉素能恢復水稻atg7純合突變體株高表型。經(jīng)GA合成途徑相關基因表達量檢測后推測,赤霉素合成途徑受阻可能是導致atg7純合突變體株型變矮的主要原因。3、構建了OsATG7亞細胞定位、超表達和互補表達載體,還構建了自噬marker基因OATG8a、ATG8d與RFP熒光蛋白基因的融合表達載體。將這些載體進行了遺傳轉化,得到了相應的T_0代轉基因植株。對各T_0代植株進行了相關生物學鑒定,即將收獲T_1代種子。4、稻瘟菌接種實驗表明,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負調控水稻稻瘟病抗性。H_2O_2含量測定結果表明,未接種稻瘟菌時,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,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,atg7純合突變體和野生型植株體內H_2O_2含量都有誘導上調,但是野生型植株中由于自噬的存在,上調的H_2O_2很快被自噬途徑介導下調,而純合突變體中大量上調的H_2O_2不能被有效的快速降解,從而能較強的誘導抗病反應來限制水稻葉片上稻瘟菌的繁殖擴張。5、經(jīng)flg22和chitin處理水稻atg7突變體后,我們檢測了抗性相關基因PBZ1和OsRac1的表達情況。結果表明,缺失OsATG7基因減弱了flg22誘導的水稻防衛(wèi)反應信號,但增強了chitin誘導的水稻防衛(wèi)反應信號,同時也加強了OsRac1介導的抗病信號反應途徑。這些結果表明OsATG7參與水稻抵抗病原菌的PTI免疫反應。6、白葉枯菌接種結果表明,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)出較強抗性。
【學位授予單位】：湖南農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S435.111.2

【參考文獻】

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本文編號：2660492