【摘要】：馬鈴薯是我國第四大糧食作物,對維護我國糧食安全起重要作用,然而由Phytophthora infestans所引起的晚疫病嚴重威脅著馬鈴薯的生產。病原相關分子模式(PAMP)在進化上非常保守,由PAMP誘導免疫反應(PTI)可以為馬鈴薯提供更為持久的晚疫病抗性。INF1是研究地比較清楚的晚疫病菌分泌的一種PAMP。CF是晚疫病菌液體培養(yǎng)濾液,其中除了主要含有INF1外,還含有其它類型PAMP。本研究分別用i TRAQ和SWATH蛋白質組學技術對INF1和CF誘導后的本氏煙草進行蛋白定量分析,并結合生物信息學手段對采集到的蛋白數(shù)據(jù)進行分析,探索馬鈴薯晚疫病PAMP誘導免疫反應機制。主要結果如下:1.通過iTRAQ技術對INF1誘導8h后本氏煙草葉片進行蛋白分析,總共鑒定到2964個蛋白,其中32個受INF1誘導差異表達,包括15個上調表達蛋白和17個下調表達蛋白。2.進一步對8個上調表達的差異蛋白基因進行了功能驗證,通過對目標蛋白基因進行病毒誘導沉默(VIGS)后注射瞬時表達INF1基因,發(fā)現(xiàn)ATP依賴的轉運蛋白(K4CBY0)和60S核糖體蛋白(O24114)對INF1誘導的免疫反應非常必要。3.通過SWATH技術對CF分別誘導0 h、8 h、12 h、24 h、48 h后的本氏煙草葉片進行蛋白分析,總共鑒定到4401個蛋白。與0h鑒定到的蛋白表達量相比,有1771個在8 h、12 h、24 h、48 h 4個時間點中至少一個時間點受CF誘導差異表達。結果總共鑒定到984個上調表達蛋白和799個下調表達蛋白,而其中有12個蛋白非單純上調或下調。4.對篩選到的1771個差異蛋白進行GO注釋,發(fā)現(xiàn)這些差異蛋白主要定位在質體,其次是在蛋白復合體、胞質溶膠、細胞質和線粒體等細胞組份,其主要通過離子結合和氧化還原等活性,參與胞內生物合成代謝、小分子合成代謝、胞內氮化合物代謝和脅迫響應等生物學過程,還有部分蛋白參與細胞免疫和細胞凋亡等抗病相關的生物學過程。5.通過KEGG分析發(fā)現(xiàn)部分差異蛋白參與植-病互作、Ca2+信號轉導和MAPK信號、氧化磷酸化、蛋白運輸、苯丙氨酸代謝等途徑。其中鑒定到一些已知參與PTI抗性的重要蛋白如BSK1、SGT1、HSP90和Nt CDPK2等,相關信號通路中新發(fā)現(xiàn)的蛋白很可能也在植物PTI抗性中扮演重要角色。
【學位授予單位】：華中農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S435.32
【圖文】：

華中農業(yè)大學 2018 屆碩士研究生學位論文活一系列由蛋白磷酸化/去磷酸、乙�；壬飳W修飾介導的鈣信號途徑（及分裂原蛋白激酶信號傳遞通路（MAPKs），最終導致細胞壁的木質化、氧的產生、胼脂質的沉淀、病原相關蛋白的表達(Jones and Dangl 2006, BollHe 2009)。這一反應能抵抗大多數(shù)潛在病原微生物的侵染，且抗性持久，為 PAMP 誘導抗性（PAMP-triggered immunity，PTI）。在植物與病原菌長同進化過程中，病原菌發(fā)生進化并向植物細胞分泌具有 RXLR 結構域的胞應子（Cytoplastmic effector）來阻止 PTI 反應。而后植物又進化出了具有 NB結 構 的 胞 內 免 疫 受 體 來 識 別 這 些 胞 內 效 應 子 進 而 誘 導 免 疫（Effector-triggered immunity, ETI），被稱為第二層胞內免疫系統(tǒng)，這層免應可以導致一種快速引起病原入侵部位細胞程序性死亡（Programmed cell PCD）的過敏性反應（Hypersensitive response, HR），進而限制病原菌進一蔓延。

基于蛋白組學技術的馬鈴薯晚疫病菌 PAMP 誘導免疫反應機制解析RBOHB啟動子的W-box結構域，調控RBOHB基因的上調表達，從而導致第二次活性氧爆發(fā)和細胞壞死免疫反應(Ishihama et al 2011,Adachi et al 2015, Derevninaet al 2016)。在被鑒定出的大量效應子中，只有AVR3aKI抑制elicitin誘導免疫反應的機制被研究地比較清楚，AVR3aKI通過靶定并穩(wěn)定U-box E3泛素連接酶CMPG1來負調控INF1誘導細胞壞死(Bos et al 2010, Gilroy et al 2011)（圖 2）。

INF1在本氏煙中成功表達Fig.3INF1wassuccessfullyexpressedinN.benthamiana

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5 陳q誶

本文編號：2794249