【摘要】：大麥是世界上重要的禾谷類作物,種植面積廣,在我國也有悠久的栽種歷史,其主要用作牲畜飼料、食品加工原料以及釀造啤酒等。大麥黃花葉病是土傳病毒,病毒寄生于土壤中禾谷多黏菌的孢子中,具有發(fā)病范圍廣,傳播速度快,感染率高的特點,對冬大麥品種造成產(chǎn)量損失甚至達到半數(shù)以上。轉(zhuǎn)錄因子在植物抵抗外界脅迫中起著重要的作用。本課題對大麥中的NAC轉(zhuǎn)錄因子進行研究,尋找與大麥黃花葉病相關(guān)的NAC基因,并對其功能進行研究。本實驗研究對象采用大麥黃花葉病易感品種Morex,Igri以及Barke,通過轉(zhuǎn)錄組測序鑒定感染大麥黃花葉病致病相關(guān)基因的調(diào)控網(wǎng)絡(luò);通過通路克隆的技術(shù)得到與大麥黃花葉病相關(guān)的兩個NAC轉(zhuǎn)錄因子,對其進行生物信息學(xué)分析預(yù)測該基因的表達特征和與其他物種的進化關(guān)系;構(gòu)建載體后進行由農(nóng)桿菌介導(dǎo)的亞細胞定位;采用酵母雙雜技術(shù)研究轉(zhuǎn)錄因子互作的蛋白。了解大麥感染BaMMV中兩個NAC轉(zhuǎn)錄因子HvNAC6(HORVU5Hr1G011650)和HvNAC7(HORVU7Hr1G106480)的作用,為后期培育抗大麥黃花葉病品種提供基礎(chǔ)。1.參考依據(jù)RNA-seq分析的結(jié)果,在本轉(zhuǎn)錄本共37,804個基因中,在用大麥黃花葉病感染Igri幼苗前后,有效差異表達的基因數(shù)為10,164個,其中上調(diào)表達的基因數(shù)為5,192個,下調(diào)表達的基因數(shù)為4,972個。其中預(yù)測得到了534個轉(zhuǎn)錄因子,分屬與多個不同的轉(zhuǎn)錄因子家族。2.大麥感染BaMMV前后進行RNA-seq分析后,HvNAC6和HvNAC7有明顯表達的上調(diào)。通過組織表達分析發(fā)現(xiàn),HvNAC6多在結(jié)實后期以及外穎殼中都有顯著表達,但是在幼嫩的新生穗中沒有表達,新生穗中有微弱的表達。HvNAC7在苗根中有顯著的表達。由保守結(jié)構(gòu)域分析,兩個NAC轉(zhuǎn)錄因子都具有NAC家族保守結(jié)構(gòu)域。3.由農(nóng)桿菌GV3101介導(dǎo)感染煙草對HvNAC6和HvNAC7進行亞細胞定位,結(jié)果顯示兩者都是核定位蛋白,在細胞核中的行使相應(yīng)的功能。4.轉(zhuǎn)錄因子在酵母系統(tǒng)中與BaMMV病毒蛋白構(gòu)建、易感因子eIF4E、隱性抗病基因PDIL5-1進行酵母雙雜交,結(jié)果沒發(fā)現(xiàn)有蛋白互作。這表明其并沒有直接作用于感染BaMMV的過程中,可能多作為一個調(diào)控或者是修飾的轉(zhuǎn)錄因子的存在于這個過程中。5.通過qRT-pcr技術(shù)分析HvNAC6和HvNAC7在在抗感材料中的表達差異。只發(fā)現(xiàn)HvNAC7在24份大麥黃花葉病感病材料中的表達水平顯著高于24份抗病材料中表達水平,表明HvNAC7與大麥黃花葉病感染的響應(yīng)調(diào)控有著重要的關(guān)系。
【學(xué)位授予單位】：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S435.123
【圖文】：

毒粒子也能夠獲得足夠的蛋白，這使得病毒在土壤中能夠存活許時間通常發(fā)生在秋季，而葉片上的病理癥狀的出現(xiàn)通常是在冬季病植株的主要表現(xiàn)癥狀是葉片出現(xiàn)淺綠色和黃色的色素沉著同時大麥被病毒侵染后，其植株分蘗數(shù)降低，出現(xiàn)矮小發(fā)育不良的癥和粒重也嚴重降低[20,21]。大麥黃花葉病的發(fā)病程度還受到輪作的種類與數(shù)量、外界環(huán)境的氣溫以及空氣濕度等因素的影響。在植，老葉以及嫩葉的上端部分不容易出現(xiàn)病癥，這個現(xiàn)象可能與植有著密切關(guān)系[22]。在新葉出現(xiàn)病斑之前，使用 RT-PCR/ELISA 技對低的接種的部位及根細胞和新葉新生部位檢測到病毒的。隨著病毒侵入大麥葉綠體后不斷復(fù)制，導(dǎo)致葉綠體脹腫裂解，光合作用，繼而發(fā)生病害[24]。然而，大麥黃花葉病在植株體內(nèi)的待研究。

8圖 1-2 已定位對 BaYMV 和 BaMMV 有抗性/耐受性的基因座的遺傳位置Fig. 1-2 Genetic position of mapped loci conferring resistance / tolerance to BaYMV and BaMMV.The diagram was integrated and modified from Ordon et al. (2005) and Hiroomi et al. (2011)1.2.5 大麥黃花葉病的抗病育種大麥黃花葉病是通過土壤中的禾谷多黏菌為媒介進行傳播的，土壤中的禾谷多黏菌數(shù)目多并且其休眠孢子具有很強的生存能力，禾谷多黏菌寄生于土壤和植物根系中，所以采用農(nóng)藥等化學(xué)方法很難對病害起到有效的防治。因此，唯一可持續(xù)的保護大麥作物的有效途徑就是提高大麥品種自身對大麥黃花葉病的抵抗力，通過對現(xiàn)有的大麥種質(zhì)資源的系統(tǒng)檢測以鑒定出對病害表現(xiàn)抗性的基因型并選育和推廣對大麥黃

activation regions，TARs）且保守性很低。Ooka 等[67]對擬南芥和水稻測序預(yù)測分析，將 NAC 蛋白可分為兩大類（Group I 和 Group II）和 18 亞類。NAC 轉(zhuǎn)錄因子 N 端的結(jié)構(gòu)域含有約 130~150 個氨基酸，可分為 A-E5 個亞結(jié)構(gòu)域，其中 A 可能與二聚體形成有關(guān)，C 和 D 可以識別特定啟動子以結(jié)合 DNA，同時 D 亞結(jié)構(gòu)還含有一個疏水性的負調(diào)節(jié)區(qū)有抑制轉(zhuǎn)錄活性的功能。A、C、D 亞結(jié)構(gòu)非常保守，而 B 和 E 亞結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)就相對多變保守性較低，這使得轉(zhuǎn)錄因子的功能具有多樣性。而在低保守性的 C端，通常由簡單的重復(fù)序列組成，比如 Thr-Ser，Pro-Glu。NAC 蛋白的寡聚化位點位于 NAC 結(jié)構(gòu)域，而蛋白 C 端序列會影響 NAC 成員之間的寡聚化作用[69]。隨著科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，發(fā)現(xiàn)鑒定了越來越多的 NAC 轉(zhuǎn)錄因子。NAC 基因家族成員很多，到目前為止，在水稻中發(fā)現(xiàn) 149 個 NAC 成員，大豆中有 101 個，擬南芥中發(fā)現(xiàn) 106個，煙草中含有 152 個 NAC 成員。

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本文編號：2763808