【摘要】：植物能夠對入侵的病原體產生防御反應,包括生物、化學和物理系統(tǒng)性防御。在生物系統(tǒng)性防御中依賴一類最重要的R(Resistance)基因編碼的R蛋白,它可以特異性識別特定病原體,以激發(fā)植物的防御反應。R基因分為多種類型,其中NBS-LRR類型是植物基因組中最大的基因家族之一,而TIR-NBS-LRR類型的抗病基因又是其中的一大類,包括煙草N基因、擬南芥RPS4基因等。大豆花葉病毒(Soybean mosaic virus,SMV)病是大豆的嚴重病害,但對其抗病基因的研究尚屬滯后。大豆GmNH23基因也屬于TIR-NBS-LRR類型,與抗煙草花葉病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)的煙草N基因同源,本實驗室在前期研究中利用本氏煙草瞬時過表達系統(tǒng)驗證了GmNH23基因對TMV和SMV都具有一定的抗性。然而,GmNH23基因在穩(wěn)定過表達植物中的抗病毒活性及其在大豆中的抗病毒功能尚未進行研究。因此本論文從這兩方面對GmNH23基因的功能做了深入研究。首先,我們得到了GmNH23基因過表達(GmNH23-Ox)轉基因本氏煙草,驗證其對TMV和SMV均具有抗性,進一步證實了GmNH23基因對這兩種病毒的抗性。反式作用小干擾RNA(trans-acting siRNA,tasiRNA)是一類由特異的MicroRNA介導產生的小干擾RNA(small interfering RNA,siRNA),能夠通過轉錄后基因沉默來抑制中靶標基因的表達。因此我們利用tasiRNA干擾大豆GmNH23基因的表達來驗證其抗SMV和TMV的功能。本研究利用產生內源tasiRNA的miR1514a設計并構建了干擾載體pKGWRR-tasiRNA-GmNH23。首先通過17wt和rdr6 silence本氏煙草中瞬時表達法驗證了tasiRNA-GmNH23對靶標基因的沉默作用。然后,分別在GmNH23-Ox本氏煙草、中抗大豆品種合豐55號、高抗大豆品種科豐1號葉片中瞬時表達tasiRNA-GmNH23,結合病毒侵染實驗證明了GmNH23對TMV和SMV的抗性。發(fā)根農桿菌介導的毛根轉化法在豆科植物中被廣泛應用。由于siRNA能夠通過維管組織從植物的根部運輸?shù)饺~片組織,所以本研究利用毛根轉化法在大豆根部表達了tasiRNA-GmNH23。在高抗大豆品種科豐1號根組織中表達的tasiRNA-GmNH23不僅沉默了根組織中GmNH23基因的表達,同時也降低了葉片中GmNH23基因mRNA的水平。GmNH23基因的沉默導致了葉片中SMV病毒積累量的增加,最終也證明在大豆中GmNH23具有抗SMV的功能。
【學位授予單位】：內蒙古大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：S432.2
【圖文】：

BPMV）、煙草環(huán)斑病毒（Tobacco ringspot virus, TRSV）、花生斑駁病毒（Peanut mottle virus,CMV）、菜豆黃化花葉病毒（Bean yellow mosaic virus, BYMV）和黃瓜花葉病毒（Cucumbermosaicvirus,CMV）等[2]。其中，大豆花葉病毒病對大豆的產量和品質均可造成較為嚴重的危害。由于 SMV 分布廣泛、危害較重、化學藥劑難以防治，一直都是大豆種植面臨的主要問題。因此，篩選新的抗病種質并發(fā)掘新的抗病基因是拓寬大豆抗病遺傳基礎和成功培育抗SMV 品種的關鍵[1]。SMV 是馬鈴薯 Y 病毒屬中的成員，其基因組是由正義單鏈 RNA 組成，能編碼至少 10種蛋白質（圖 1.1）。SMV 分離株在美國被分為 7 種不同的病毒株（G1 至 G7），而在中國，SMV 的 21 種病毒株（SC1 至 SC21）已被分類[3]。其中有一些 SMV 株系會引起大豆較為嚴重的病征，例如，東北 SMV-N（Necrosis）病毒株系[4]。其傳播方式主要有兩種，其中一種是種子本身帶有病毒；另一種是以昆蟲為介體進行傳播。而本研究所用的病毒株是大豆花葉病毒 N1 株，它能使感染的大豆出現(xiàn)較明顯的表征：葉片出現(xiàn)皺縮、卷曲、黃化等癥狀甚至能導致植株的死亡。

來控制[6]。目前，已經從幾種模式植物中鑒定出了很多 R 基因碼多種蛋白質結構域，主要包含跨膜結構域（transmembranedom白激酶結構域（serine/threonine protein kinases, PKs）、核nding site, NBS）和富含亮氨酸重復（leucine-rich repeat, LRR）結構域，分別是 NB 結構域和 LRR 結構域即 NBS-LRR 結構于 N 末端結構特征細分為：白細胞介素受體-1（Toll InterleukBS-LRR 結構域和包含卷曲螺旋結構域(coiledcoil，CC) 的 CC所示）[8]。而每種結構域都有其相應的功能。例如， NBS 可以結合的 ATP 或 ADP 的存在可以確定 R 蛋白是否處于活性或有約 20-30 個亮氨基酸殘基串聯(lián)重復序列的基本特征[9]。LRR 能病信號的傳遞，從而誘導防衛(wèi)基因的表達[10]。TIR 在動物和植。在植物中，它能感知病原體然后引發(fā)植物的防御反應，其中反應（hypersensitive response，HR）[11]。

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3 程云波;大豆根潛蠅的發(fā)生與防治[J];吉林農業(yè);2002年05期

4 程云波;大豆根潛蠅的發(fā)生與防治[J];吉林農業(yè);2000年05期

5 程云波,魏國君;大豆根潛蠅的發(fā)生與防治[J];農村實用科技信息;1999年05期

6 陳申寬，閆任沛;大豆根潛蠅的防治[J];植物醫(yī)生;1996年02期

7 顧成玉;大豆根潛蠅發(fā)生危害與防治[J];大豆通報;1994年02期

8 江錫蘭，張松鵬，王玉發(fā);大豆根潛蠅的發(fā)生與防治[J];新農業(yè);1995年08期

9 江錫蘭;張松鵬;王玉發(fā);;大豆根潛蠅發(fā)生規(guī)律及防治[J];農村實用科技信息;1995年07期

10 劉雅嫻;;美國大豆生產最新動向[J];現(xiàn)代化農業(yè);1988年02期

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1 張桂榮;金九范;;大豆根潛蠅的寄生菌——一種擬青霉菌的應用試驗[A];《中國蟲生真菌研究與應用》（第一卷）[C];1986年

2 王立德;廖紅;嚴小龍;;磷調節(jié)的大豆根毛性狀的遺傳變異[A];第八屆全國青年土壤暨第三屆全國青年植物營養(yǎng)與肥料科學工作者學術討論會論文集[C];2002年

3 馬伯軍;傅昭娟;龔春風;潘建偉;朱睦元;;大豆根邊緣細胞發(fā)育的生物學特性研究[A];中國的遺傳學研究——中國遺傳學會第七次代表大會暨學術討論會論文摘要匯編[C];2003年

4 趙靜;嚴小龍;廖紅;;不同供磷方式下大豆根形態(tài)構型特性及基因型差異[A];第八屆全國青年土壤暨第三屆全國青年植物營養(yǎng)與肥料科學工作者學術討論會論文集[C];2002年

5 王玲爽;金楊媚;張超;李沫;梅宏瑤;武小霞;;過表達GmBIN2提高擬南芥和大豆根毛對鹽、旱的耐受力[A];第十屆全國大豆學術討論會論文摘要集[C];2017年

6 張俊立;曹克強;楊玉文;彭德良;;河北省大豆根圍植物寄生線蟲種類鑒定[A];中國植物病理學會2004年學術年會論文集[C];2004年

7 畢玉蓉;趙明光;;鹽脅迫對大豆根呼吸代謝的影響[A];2004中國植物生理生態(tài)學學術研討會論文摘要匯編[C];2004年

8 孫漫紅;劉杏忠;;淡紫擬青霉發(fā)酵濾液對大豆胞囊線蟲趨化性的影響[A];全國生物防治暨第八屆殺蟲微生物學術研討會論文摘要集[C];2000年

9 李榮峰;蔡妙珍;劉鵬;徐根娣;梁和;;大豆根邊緣細胞對鋁毒的響應及機理研究[A];2006年中國植物逆境生理生態(tài)與分子生物學學術研討會論文摘要匯編[C];2006年

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2 北大荒墾豐種業(yè)科研育種中心 胡國華;2017年墾區(qū)大豆春播技術指導意見[N];北大荒日報;2017年

3 趙縣農牧局 高西敏;這是大豆根潛蠅為害[N];河北科技報;2015年

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3 劉偉燦;干旱脅迫下大豆miR396基因家族表達分析及功能鑒定[D];吉林農業(yè)大學;2016年

4 高明;土壤環(huán)境地球化學條件與大豆產量/質量的關系研究[D];吉林大學;2017年

5 蘭英;大豆LEA基因的克隆及其抗旱、耐鹽功能的研究[D];東北師范大學;2004年

6 陳宏宇;不同品種和不同茬口大豆根面及根際的微生物群落結構分析[D];中國農業(yè)大學;2005年

7 劉瑩;大豆根區(qū)逆境耐性的鑒定和相關根系性狀的遺傳分析與QTL定位[D];南京農業(yè)大學;2005年

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9 蘇國興;多胺分解代謝在大豆生長發(fā)育和耐鹽生理中的作用[D];南京農業(yè)大學;2006年

10 崔世友;與產量有關的大豆株型、光合生理及耐低磷性狀的基因定位[D];南京農業(yè)大學;2006年

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5 何則銘;大豆查爾酮異構酶GmCHI4A和GmCHI4B基因的克隆及功能驗證[D];吉林大學;2018年

6 張林;新抗蟲基因Cry1AB13-2的克隆及其在大豆中的遺傳轉化和功能鑒定[D];吉林農業(yè)大學;2018年

7 李曉冰;生長素、乙烯利對大豆生根及莖伸長的調控作用[D];東北農業(yè)大學;2018年

8 范雪露;摩西管柄囊霉（Funneliformis mosseae）對大豆根際土壤根腐病病原真菌群落多樣性的影響[D];黑龍江大學;2015年

9 謝紅英;適合與紅麻間作的大豆品種篩選及間作模式初步研究[D];廣西大學;2018年

10 郭春紅;異黃酮在大豆抗胞囊線蟲過程中的作用研究[D];沈陽農業(yè)大學;2017年

本文編號：2737764