【摘要】：葡萄霜霉菌(Plasmopara viticola)是一種專性寄生卵菌,在分類上屬于卵菌門,霜霉目,霜霉科,單軸霉屬。由葡萄霜霉菌引起的葡萄霜霉病(Grapevine downy mildew)是危害葡萄最嚴(yán)重的病害,每年都會對葡萄以及葡萄酒產(chǎn)業(yè)造成巨大的經(jīng)濟損失。長期以來,育種工作者通過種間雜交、倍性誘變、轉(zhuǎn)基因等手段不斷的嘗試改良品種以提高葡萄對霜霉菌的抗性,但是霜霉病依然在各個栽培品種中發(fā)生。因此,對于霜霉菌和葡萄互作的研究是一個迫切而又重要的課題,也只有弄清了霜霉菌的致病機理和葡萄的抗性機制才能為我們解決病害提供行之有效的防治手段。效應(yīng)蛋白(Effectors)是病原菌分泌的一類小分子蛋白質(zhì),在侵染過程中它們是病原菌攻擊寄主免疫系統(tǒng)的強大武器。本實驗室前期通過對葡萄霜霉菌小種“JL-7-2”進行轉(zhuǎn)錄組、全基因組測序,總共挖掘到了 102個RXLR效應(yīng)蛋白基因(PvRXLRs)。在本研究中為了探究這些效應(yīng)蛋白的生化功能,我們從霜霉菌“JL-7-2”基因組中擴增到了 83個效應(yīng)蛋白基因,其中45個來源于轉(zhuǎn)錄組,38個來源于基因組。利用RT-PCR我們證實了 38個基因組效應(yīng)蛋白中有33個都可以檢測到表達。為了進一步分析這些效應(yīng)蛋白的作用機制,我們利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的煙草葉片瞬時表達技術(shù)分析了它們在植物中的亞細(xì)胞定位情況,結(jié)果顯示總共有76個效應(yīng)蛋白能夠在植物細(xì)胞內(nèi)觀察到明顯的熒光信號。在這些效應(yīng)蛋白中,34個效應(yīng)蛋白定位于植物細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì),29個效應(yīng)蛋白特異性的定位于細(xì)胞核,9個效應(yīng)蛋白定位于膜系統(tǒng)。此外我們還鑒定到了 4個效應(yīng)蛋白(PvRXLR54,61,86和161)定位于葉綠體,這也是卵菌效應(yīng)蛋白定位于植物細(xì)胞器的首次報道。在上述4個葉綠體定位效應(yīng)蛋白中,我們選擇了 PvRXLR54進行深入研究。共定位實驗表明效應(yīng)蛋白PvRXLR54不僅定位于葉綠體而且還能夠同時定位于線粒體,蛋白免疫印跡結(jié)果表明其N端并不含有可剪切的轉(zhuǎn)運肽,但暴露的N端對于其在植物細(xì)胞中的轉(zhuǎn)運是必須的。我們還發(fā)現(xiàn)效應(yīng)蛋白PvRXLR54能夠使轉(zhuǎn)基因植株葉綠素含量降低,并抑制光化學(xué)反應(yīng)、活性氧爆發(fā)以及胼胝質(zhì)沉積。利用酵母雙雜交以及“共沉淀—質(zhì)譜”篩選,我們發(fā)現(xiàn)效應(yīng)蛋白PvRXLR54能夠與一個葡萄葉綠素結(jié)合蛋白(Grapevine chlorophyll a-b binding protein151,VvCBP151)直接互作,并推測效應(yīng)蛋白可能通過影響VvCBP151的光能吸收與轉(zhuǎn)化,進而抑制植物的先天免疫反應(yīng)。
【圖文】：

中國農(nóng)業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文邐第一章緒論逡逑圖１－３常見的植物卵菌病害逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－３邋Ｐｌａｎｔ邋ｄｉｓｅａｓｅｓ邋ｃａｕｓｅｄ邋ｂｙ邋ｏｏｍｙｃｅｔｅｓ逡逑１．２葡萄霜霉病逡逑１．２．１葡萄霜霉菌概況逡逑葡萄霜霉菌屬于茸鞭毛生物界，卵菌門，卵菌綱，霜霉目，霜霉科，單軸霉屬。它是一種專逡逑性寄生菌，只能在葡萄上生長，并以梨形吸器（Ｈａｕｓｔｏｒｉａ）伸入到寄主細(xì)胞內(nèi)吸收養(yǎng)分。在侵染逡逑的中期，菌絲體從葉片背面的氣孔伸出。孢子囊梗無色、叢生，單軸分枝３－６次，常見的為２－３逡逑次，分支處呈近直角，其頂端著生２－３個圓錐狀小梗，小梗呈圓錐狀、短、末端鈍，孢子囊著生逡逑于小梗上。孢子囊無色，卵形或橢圓形，頂端有乳頭狀突起，在適宜條件下孢子囊萌發(fā)產(chǎn)生８－１０逡逑個游動孢子。游動孢子為腎形，在扁平的一側(cè)著生著兩根鞭毛，能在水中游動。一般在游動３０邋ｍｉｎ逡逑后鞭毛收縮，游動孢子變成圓形的休止孢而停止活動，，再經(jīng)一段時間后開始萌發(fā)產(chǎn)生芽管（Ｇｅｒｍ逡逑ｔｕｂｅ）

葡萄霜霉菌可以侵染葡萄的任何綠色部分或組織，包括花序、花蕾、果實、新梢等，但主要逡逑危害葉片，造成葉片早落、早衰，影響樹勢和營養(yǎng)貯藏，從而使得果實品質(zhì)下降。其最明顯的特逡逑征是葉片背面、幼果、花序或果梗上產(chǎn)生白色的霜狀霉層（圖１－６）。葡萄霜霉病的發(fā)生和水分有逡逑直接關(guān)系，一般是在春夏季多雨潮濕的地區(qū)發(fā)生嚴(yán)重，例如歐洲、日本、新西蘭、南非、阿根廷、逡逑澳大利亞東部以及我國黑龍江、吉林、遼寧、河北、河南、山東、山西、陜西、寧夏、新疆、逡逑貴州、四川等地。由于這些地區(qū)冬天潮濕，導(dǎo)致卵孢子越冬成活率高；春夏季多雨，又使得新梢、逡逑幼葉的生長和組織含水量的增加，使植株更加感病，從而導(dǎo)致病害流行和大爆發(fā)。溫度對霜霉病逡逑的影響不大，霜霉病發(fā)生的最適溫度為２２－２５邋°Ｃ，邋—般在１０－３０邋°Ｃ，高于３０邋°Ｃ或于１０邋°Ｃ都會逡逑抑制霜霉病的發(fā)生（王忠躍，２００４）。逡逑■WＨＩ逡逑圖１－６葡萄霜霉病病癥逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－６邋Ｄｉｓｅａｓ邋ｓｙｍｐｔｏｍｓ邋ｏｆ邋ｇｒａｐｅｖｉｎｅ邋ｄｏｗｎｙ邋ｍｉｌｄｅｗ逡逑１．２．３葡萄霜霉病的防治逡逑盡管一些農(nóng)業(yè)手段例如合理水肥、葉幕、通風(fēng)透光、夏季控制副梢、人工去除病葉以及避雨逡逑栽培等都能在一定程度上減輕霜霉病的發(fā)生，但在實際栽培管理過程中，使用化學(xué)藥劑依然是防逡逑治霜霉病最簡便有效的方法。卵菌包括葡萄霜霉菌都具有一個共同的特點即親水疏油，所以目前逡逑防治霜霉菌的農(nóng)藥
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S436.631

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本文編號：2698814