黃萎病是棉花生產(chǎn)上主要的病害,解析棉花抗黃萎病機(jī)制,挖掘抗黃萎病基因是開(kāi)展棉花抗黃萎病分子育種的基礎(chǔ)。試驗(yàn)室已有研究發(fā)現(xiàn)抑制棉花P450基因SSN(silencing induced stem necrosis)后導(dǎo)致棉花系統(tǒng)性免疫激活,突變體ssn棉株中參與JA合成及信號(hào)路徑相關(guān)基因的表達(dá)明顯上調(diào)并在棉株莖桿和葉片等組織產(chǎn)生類病斑;嫁接試驗(yàn)證實(shí)莖桿上出現(xiàn)的類病斑是由根部產(chǎn)生某種抗病信號(hào)分子且向上傳遞到莖中所誘發(fā)。為探討抑制SSN表達(dá)后產(chǎn)生的類病斑是否依賴于JA相關(guān)信號(hào)路徑的激活,和抗病信號(hào)分子的傳遞是否依賴于系統(tǒng)獲得性抗性,我們開(kāi)展了相關(guān)研究,取得的主要結(jié)果如下:1、ssn與JA路徑負(fù)調(diào)控因子JAZ超表達(dá)材料JO39以及RNAi材料JR13雜交后代的表型以及相關(guān)基因表達(dá)分析結(jié)果表明JA路徑的激活以及突變體中JA的積累并不是造成類病斑產(chǎn)生的主要原因;2、通過(guò)生物信息學(xué)的方法在棉花中篩選到五個(gè)與擬南芥脂轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白At DIR1同源的基因,并命名為Gh LTPd。根據(jù)序列比對(duì)分析以及保守區(qū)域分析,這五個(gè)基因編碼的多肽均具有一些保守的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),包括N端的信號(hào)肽區(qū)域以及保守的ns-LTP功能性區(qū)域,在空間結(jié)構(gòu)上形成四個(gè)二硫鍵的八個(gè)半胱氨酸殘基,還有被認(rèn)為參與蛋白互作的富含脯氨酸的P××P motif以及對(duì)于脂轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白重要空間結(jié)構(gòu)疏水腔形成有關(guān)的CLC domain;3、根據(jù)序列的保守性構(gòu)建了棉花中At DIR1同源基因的病毒介導(dǎo)的基因沉默(Virus Induced Gene Silencing,VIGS)載體,并對(duì)棉花中At DIR1同源基因在棉花抗黃萎病中的作用進(jìn)行了初步鑒定。研究結(jié)果表明抑制Gh LTPd表達(dá)之后,棉花對(duì)黃萎病的抗性減弱。這表明系統(tǒng)獲得性抗性(SAR)在棉花與黃萎病互作中具有重要作用。4、對(duì)ssn棉株莖桿上類病斑產(chǎn)生前后棉花中At DIR1同源基因Gh LTPds的表達(dá)進(jìn)行了分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)抑制SSN表達(dá)產(chǎn)生類病斑之后,Gh LTPd相關(guān)基因的表達(dá)受到明顯的激活,表明Gh LTPd表達(dá)水平與類病斑產(chǎn)生有關(guān);利用SAR信號(hào)物質(zhì)壬二酸(Az A)對(duì)棉花進(jìn)行處理后的基因表達(dá)分析表明Az A所介導(dǎo)的SAR反應(yīng)依賴于Gh LTPd;利用VIGS技術(shù),在棉花中共干涉Gh LTPd和SSN,結(jié)果表明抑制Gh LTPd的表達(dá)能夠恢復(fù)抑制SSN表達(dá)所引起的LOXs途徑的激活以及Gh PR1的組成型激活,同時(shí)能夠降低SSN表達(dá)水平下降所引起的活性氧積累;綜合以上,我們認(rèn)為JA路徑的激活并不是ssn突變體產(chǎn)生類病斑的主要原因;Gh LTPd在類病斑產(chǎn)生過(guò)程中有重要作用,并且可能參與ssn突變體中抗病信號(hào)的傳遞。同時(shí)抑制Gh LTPd的表達(dá)水平能削弱棉花對(duì)黃萎病菌的抗性,說(shuō)明Gh LTPd可能參與植物對(duì)生物逆境的響應(yīng)。
【學(xué)位單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S435.62
【部分圖文】：

圖 1.1 植物免疫系統(tǒng)模型（引自 Dodds and Rathjen 2010）。Figure 1.1 Plant innate immunity model (Dodds and Rathjen 2010)1.2.2 系統(tǒng)獲得性抗性及其信號(hào)專遞系統(tǒng)獲得性抗性最早稱為系統(tǒng)抗性(Chester1933)。后來(lái)的研究中科學(xué)家發(fā)現(xiàn)植物產(chǎn)生 HR 之后，不僅會(huì)抑制侵染部位病原菌的生長(zhǎng)，同時(shí)在植株其他未受侵染的組織會(huì)產(chǎn)生對(duì)病原菌抗性，稱之為系統(tǒng)獲得性抗性（systemic acquiredresistance, SAR）(Durrant and Dong 2004)。SAR 產(chǎn)生之后，當(dāng)病原菌再次侵染，植物未受到侵染的組織將會(huì)以一種更快且更強(qiáng)的狀態(tài)進(jìn)行防御，并且 Guedes 等認(rèn)為韌皮部對(duì)于 SAR 遠(yuǎn)距離的信號(hào)傳遞非常重要，在黃瓜中對(duì)病原菌侵染組織的韌皮部環(huán)剝?cè)囼?yàn)導(dǎo)致非侵染組織 SAR 無(wú)法正常激活(Guedes et al 1980)。雖然目前并不清楚這種傳遞的 SAR 信號(hào)到底是什么，但是這種信號(hào)并不具有物種特異性。在砧木黃瓜中所產(chǎn)生的 SAR 信號(hào)傳遞至接穗西瓜中，一樣可以使得接穗

雜交材料表型鑒定以及SSN和GhJAZ2表達(dá)量檢測(cè)

病程相關(guān)蛋白GhPR1和茉莉酸合成相關(guān)基因表達(dá)分析以及JA含量測(cè)定

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

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相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

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本文編號(hào)：2811929