【摘要】：疫霉菌能夠?qū)е律习俜N植物發(fā)生毀滅性病害,因此培育品質(zhì)優(yōu)良的抗病品種是防控由疫霉菌所引起病害的最為有效的途徑。明確疫霉菌的生理小種,挖掘寄主植物新的抗病基因,解析寄主的抗病機(jī)制都將為后續(xù)的病原菌致病性研究和抗病育種工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本研究首先利用形態(tài)學(xué)和分子生物學(xué)的方法對(duì)廣東、山西和內(nèi)蒙古等地區(qū)的辣椒疫霉菌(Phytophthora capsici)進(jìn)行了分離鑒定,利用國(guó)際通用的鑒別寄主,對(duì)分離到的P.capsici進(jìn)行了生理小種的鑒定,并對(duì)辣椒的育種材料進(jìn)行了抗性評(píng)價(jià)。同時(shí),對(duì)茄科寄主植物中小G蛋白進(jìn)行了全基因組篩查和系統(tǒng)進(jìn)化分析及分類(lèi)研究;初步探究了小G蛋白在寄主抗疫霉菌過(guò)程中的調(diào)控作用,主要的研究結(jié)果如下:1.鑒定為P.capsici的7株菌株在生物學(xué)特性方面存在一定的差異;來(lái)源于廣東的P1菌株是2號(hào)生理小種,而來(lái)源于山西和內(nèi)蒙古的P2—P7等6個(gè)菌株都是3號(hào)生理小種。2.利用P.capsici游動(dòng)孢子液灌根接種法對(duì)27份辣椒種質(zhì)資源材料進(jìn)行了抗性鑒定。結(jié)果表明,高抗材料共有3份,占供試材料的11%;抗病材料共有6份,占供試材料的22%;中抗材料有3份,占供試材料的11%;其余15份材料均為感病材料,占供試材料的56%。3.通過(guò)測(cè)定氟啶胺和氰霜唑?qū)?株P(guān).capsici菌株的生長(zhǎng)抑制率得知氟啶胺和氰霜唑?qū)?株P(guān).capsici的菌絲生長(zhǎng)抑制率的區(qū)間范圍分別為42.68-71.85%和1.87-55.01%;氰霜唑?qū)5菌株的抑制率最低,僅為1.87%。這表明部分P.capsici菌株對(duì)氰霜唑存在不同程度的抗藥性風(fēng)險(xiǎn)。4.本研究以擬南芥中的11個(gè)ROP小G蛋白序列為模板,利用生物信息學(xué)技術(shù)在茄科基因組數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)馬鈴薯(Solanum tuberosum)、番茄(Solanum lycopersicum)、茄子(Solanum melongena)、辣椒(Capsicum annuum)、本氏煙(Nicotiana benthamiana)和煙草(Nicotiana tabacum)等6種茄科植物中的ROPs進(jìn)行全基因組篩查,結(jié)果表明,在馬鈴薯、番茄、茄子、辣椒、本氏煙和煙草中篩查到的ROPs蛋白的數(shù)量分別為16、9、5、8、13和14個(gè),共計(jì)65個(gè)。通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)聚類(lèi)分析結(jié)果可知,65個(gè)ROPs聚為5類(lèi),即Clade Ⅰ,Ⅱ,ⅡⅠ,Ⅳ和Ⅴ。5.為了驗(yàn)證Clade Ⅱ在茄科植物抗P.capsici過(guò)程中的作用,我們利用熒光定量PCR檢測(cè)接種不同時(shí)間點(diǎn)Sl ROP-Ⅱ.1的相對(duì)表達(dá)量,結(jié)果表明在接菌36h后Sl ROP-Ⅱ.1的表達(dá)量顯著上調(diào),為對(duì)照(0 hpi)的4.6倍。同時(shí),利用茄科通用沉默載體對(duì)3種寄主植物本氏煙(N.benthamiana,Nb)、番茄(S.lycopersicum,Sl)和辣椒(C.annuum,Ca)中的Clade Ⅱ中的基因ROP-Ⅱ進(jìn)行沉默,結(jié)果表明沉默Nb/Sl/Ca ROP-Ⅱ.1后,3種寄主對(duì)P.capsici的抗病性均顯著降低。6.為了進(jìn)一步研究茄科ROP-Ⅱ?qū)Σ煌呙咕欠窬哂袕V譜抗性及其抗病機(jī)理,我們對(duì)馬鈴薯(S.tuberosum,St)Clade Ⅱ中的小G蛋白St ROP-Ⅱ.2的功能進(jìn)行了研究,結(jié)果表明在接菌6h后St ROP-Ⅱ.2的表達(dá)量顯著上調(diào),為對(duì)照(0 hpi)的4.4倍。馬鈴薯中超表達(dá)St ROP-Ⅱ.2后可以提高馬鈴薯對(duì)馬鈴薯致病疫霉P.infestans的抗病性。同時(shí),在本氏煙中瞬時(shí)表達(dá)野生型和激活型的St ROP-Ⅱ.2可以顯著提高本氏煙對(duì)P.capsici的抗性水平。且在馬鈴薯中超表達(dá)野生型和激活型的St ROP-Ⅱ.2使得水楊酸(Salicylic acid,SA)的含量顯著升高。在本氏煙中異源超表達(dá)水楊酸羥化酶編碼基因Nah G使得SA的含量顯著降低,與此同時(shí)Nb ROP-Ⅱ.1的相對(duì)表達(dá)量也顯著下降,本氏煙對(duì)P.capsici的抗性水平也明顯降低,這預(yù)示著茄科植物中小G蛋白R(shí)OP-Ⅱ通過(guò)調(diào)控SA信號(hào)路徑來(lái)增強(qiáng)寄主對(duì)疫霉菌的抗性水平。
【圖文】：

圖 1.1 Rop 蛋白家族的功能域[11,12,16]Fig.1.1 The functional domains of Rop family[ 11 , 1 2 , 1 6 ]1.2 Rop 家族的調(diào)節(jié)因子植物細(xì)胞中 Rop 蛋白激活態(tài)(CA)和失活態(tài)(DN)的比率取決于其調(diào)節(jié)因子的活性（如圖 1.2）。鳥(niǎo)嘌呤核苷酸交換因子（Guanine nucleotideexchange factor， GEF)促使 GDP 的解離和 GTP 的結(jié)合。G 蛋白激活蛋白（GTPase-activating protein ，， GAP)作為負(fù)調(diào)控因子將 Rop 蛋白結(jié)合GTP 的激活態(tài)轉(zhuǎn)換為結(jié)合 GDP 的失活態(tài)。鳥(niǎo)嘌呤核苷酸解離抑制子（Guaninenucleotide dissociation inhibitor ， GDI)的功能是抑制 GDP 與 GTP 的交換。Rop 蛋白通過(guò)其激活態(tài)和失活態(tài)之間的轉(zhuǎn)換與下游的效應(yīng)子相互作用，進(jìn)而調(diào)控寄主細(xì)胞內(nèi)不同的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程[16]。

圖 1.1 Rop 蛋白家族的功能域[11,12,16]Fig.1.1 The functional domains of Rop family[ 11 , 1 2 , 1 6 ]族的調(diào)節(jié)因子中 Rop 蛋白激活態(tài)(CA)和失活態(tài)(DN)的比率取決于如圖 1.2）。鳥(niǎo)嘌呤核苷酸交換因子（Guanine nuactor， GEF)促使 GDP 的解離和 GTP 的結(jié)合。G 蛋白tivating protein ， GAP)作為負(fù)調(diào)控因子將 Rop轉(zhuǎn)換為結(jié)合 GDP 的失活態(tài)。鳥(niǎo)嘌呤核苷酸解離抑制子（dissociation inhibitor ， GDI)的功能是抑制 GDP白通過(guò)其激活態(tài)和失活態(tài)之間的轉(zhuǎn)換與下游的效應(yīng)寄主細(xì)胞內(nèi)不同的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程[16]。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：S436.4

【參考文獻(xiàn)】

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1 李智軍;龍衛(wèi)平;鄭錦榮;雷建軍;;廣東辣椒疫霉菌分離鑒定及其致病力和生理小種分化研究[J];華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2007年01期

2 朱宗源;陸金萍;周新根;吳玲忠;汪樹(shù)俊;;上海郊區(qū)青椒疫病病原菌鑒定及其生物學(xué)特性[J];上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào);1992年03期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 張曉蘿;小G蛋白StRac在馬鈴薯抗晚疫病過(guò)程中的功能研究[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

本文編號(hào)：2711779