發(fā)布時間：2021-05-09 03:56

　　水稻作為世界上最重要的主糧作物,為全球超過50%的人口提供能量來源。但是由子囊真菌Magnaporthe20oryzae引起的稻瘟病及黃單胞桿菌Xanthomonas20oryzae引起的白葉枯病嚴重威脅著水稻的安全生產(chǎn)。主效抗病基因編碼的NBS-LRR蛋白在病原菌侵染誘導的免疫應答中扮演著信息傳遞的中間受體,直接識別病原菌分泌的無毒蛋白后激活下游防衛(wèi)反應。水稻抗病基因調(diào)控的復雜網(wǎng)絡(luò)涉及多層次的生理生化反應,深入探究抗性基因具體調(diào)節(jié)的免疫分子通路,不僅有助于揭示植物與病原菌之間的互作機制,還能為聚合多基因開展水稻抗病育種提供理論指導。本研究對水稻廣譜、高抗稻瘟病株系H4中的抗性基因Pik-H4介導的稻瘟病抗性進行深入解析,Pik-H4編碼的NBS-RR蛋白識別稻瘟病菌無毒蛋白AvrPik后激活ETI免疫反應。前期利用酵母雙雜交篩選、轉(zhuǎn)錄組測序及差異蛋白質(zhì)組ITRAQ測序已鑒定出Pik-H4潛在的抗病途徑。本研究發(fā)現(xiàn)Pik-H4與細胞核轉(zhuǎn)錄因子OsBIHD1、OsCOL9相互作用于轉(zhuǎn)錄水平調(diào)節(jié)激素交互途徑影響抗病與生長。除轉(zhuǎn)錄調(diào)控外,Pik-H4通過下調(diào)細胞質(zhì)蛋白Os20AAE3的mRN... 

【文章來源】：華南農(nóng)業(yè)大學廣東省

【文章頁數(shù)】：189 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
英文縮略詞
第1章 前言
    1.1 稻瘟病抗性研究進展
        1.1.1 稻瘟病菌誘導的PTI免疫反應
        1.1.2 稻瘟病菌產(chǎn)生的效應蛋白
        1.1.3 NBS-LRR類稻瘟病抗性基因的克隆
    1.2 植物抗病與生長的關(guān)系
        1.2.1 植物激素在生長與抗病中的作用
        1.2.2 Homeodomain蛋白在水稻生長發(fā)育中的作用
    1.3 植物轉(zhuǎn)錄因子與抗病的關(guān)系
        1.3.1 植物中主要轉(zhuǎn)錄因子類型及作用
        1.3.2 水稻CONSTANS類轉(zhuǎn)錄因子的功能研究
    1.4 木質(zhì)素在抗病與生長中的作用
        1.4.1 植物木質(zhì)化細胞的類型
        1.4.2 植物木質(zhì)素合成過程
        1.4.3 水稻木質(zhì)素合成相關(guān)基因功能
        1.4.4 AMP結(jié)合結(jié)構(gòu)域蛋白的功能
    1.5 水稻細菌性白葉枯抗性研究進展
        1.5.1 水稻白葉枯抗性基因主要功能
        1.5.2 過氧化物酶調(diào)節(jié)植物ROS信號途徑
        1.5.3 植物AT-hook基序包含蛋白調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄表達
    1.6 研究目的與意義
第2章 Pik-H4與OsBIHD1相互作用調(diào)節(jié)稻瘟病抗性與生長
    2.1 引言
    2.2 材料與方法
        2.2.1 試驗的水稻材料
        2.2.2 稻瘟病供試菌株及抗性鑒定方法
        2.2.3 水稻全基因組DNA和RNA提取制備，及熒光定量PCR
        2.2.4 酵母雙雜交驗證
        2.2.5 熒光雙分子互補驗證
        2.2.6 GST下拉驗證
        2.2.7 亞細胞定位
        2.2.8 OsBIHD1轉(zhuǎn)錄激活檢測
        2.2.9 構(gòu)建OsBIHD1-OX和osbihd1-ko轉(zhuǎn)基因植株
        2.2.10 酵母單雜交及凝膠阻滯電泳（EMSA）
        2.2.11 葉傾角檢測
    2.3 結(jié)果與分析
        2.3.0 Pik-H4與轉(zhuǎn)錄因子OsBIHD1存在相互作用
        2.3.1 Pik1-H4與OsBIHD1在細胞核內(nèi)產(chǎn)生相互作用
        2.3.2 OsBIHD1的HD結(jié)構(gòu)域不具有轉(zhuǎn)錄激活特性
        2.3.3 構(gòu)建OsBIHD1-OX及osbihd1-ko的轉(zhuǎn)基因植株
        2.3.4 敲除OsBIHD1導致Pik-H4 NIL植株感病
        2.3.5 OsBIHD1激活乙烯抗病反應途徑
        2.3.6 OsBIHD1影響植株生長
        2.3.7 過表達OsBIHD1對外源油菜素鈍感
        2.3.8 OsBIHD1調(diào)控油菜素代謝途徑基因CYP734A2的表達
        2.3.9 OsBIHD1激活OsACO3及CYP734A2的表達
        2.3.10 油菜素內(nèi)酯代謝基因表達受稻瘟病菌的誘導
    2.4 小結(jié)與討論
第3章 CONSTANS-like 9（COL9）調(diào)節(jié)稻瘟病抗性
    3.1 引言
    3.2 材料與方法
        3.2.1 試驗的水稻材料及菌株
        3.2.2 激素處理水稻幼苗
        3.2.3 酵母雙雜交驗證
        3.2.4 熒光雙分子互補驗證
        3.2.5 GST下拉驗證
        3.2.6 OsCOL9亞細胞定位
        3.2.7 OsCOL9轉(zhuǎn)錄激活檢測
        3.2.8 構(gòu)建OsCOL9-OX和oscol9-ko轉(zhuǎn)基因植株
    3.3 結(jié)果與分析
        3.3.1 OsCOL9的克隆與生物信息學分析
        3.3.2 OsCOL9組織表達模式
        3.3.3 OsCOL9定位在細胞核且具有轉(zhuǎn)錄激活特性
        3.3.4 OsCOL9的表達受稻瘟病菌的誘導
        3.3.5 構(gòu)建OsCOL9轉(zhuǎn)基因植株
        3.3.6 OsCOL9調(diào)控稻瘟病抗性
        3.3.7 OsCOL9響應外源水楊酸及乙烯信號
        3.3.8 OsCOL9與OsRACK1相互作用
        3.3.9 OsRACK1的表達受稻瘟病菌及外源激素誘導
        3.3.10 OsCOL9及OsRACK1響應光周期調(diào)控
    3.4 小結(jié)與討論
第4章 OsAAE3調(diào)節(jié)木質(zhì)素介導的稻瘟病抗性反應
    4.1 引言
    4.2 材料與方法
        4.2.1 OsAAE3亞細胞定位
        4.2.2 構(gòu)建OsAAE3-OX和osaae3-ko轉(zhuǎn)基因植株
        4.2.3 GUS染色
        4.2.4 POD活性測定及H2O2含量測定
        4.2.5 木質(zhì)素含量測定
    4.3 結(jié)果與分析
        4.3.1 OsAAE3表達受稻瘟病菌誘導
        4.3.2 OsAAE3的克隆與生物信息學分析
        4.3.3 OsAAE3定位在細胞質(zhì)
        4.3.4 OsAAE3的表達模式
        4.3.5 構(gòu)建OsAAE3-OX及osaae3-ko轉(zhuǎn)基因植株
        4.3.6 過表達OsAAE3導致植株感病
        4.3.7 OsAAE3調(diào)節(jié)過氧化物酶活性
        4.3.8 OsAAE3抑制小花發(fā)育與花藥育性
        4.3.9 OsAAE3調(diào)節(jié)植株木質(zhì)素含量
    4.4 小結(jié)與討論
第5章 OsPrx30調(diào)節(jié)水稻白葉枯抗性
    5.1 引言
    5.2 材料與方法
        5.2.1 試驗的水稻材料及菌株
        5.2.2 OsPrx30亞細胞定位
        5.2.3 構(gòu)建OsPrx30-OX、osprx30-ko和osath1-ko轉(zhuǎn)基因植株
        5.2.4 OsPrx30啟動子活性分析
        5.2.5 酵母單雜交篩選
        5.2.6 染色質(zhì)免疫共沉淀-qPCR
        5.2.7 轉(zhuǎn)錄組測序分析
    5.3 結(jié)果與分析
        5.3.1 OsPrx30的克隆與生物信息學分析
        5.3.2 OsPrx30編碼分泌蛋白
        5.3.3 OsPrx30不具有完整的過氧化物酶活性
        5.3.4 OsPrx30的組織表達模式
        5.3.5 構(gòu)建OsPrx30-OX及osprx30-ko轉(zhuǎn)基因植株
        5.3.6 OsPrx30缺失降低水稻白葉枯抗性
        5.3.7 OsPrx30影響植株過氧化物酶活性及ROS含量
        5.3.8 OsPrx30表達受轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控
        5.3.9 OsATH1直接結(jié)合OsPrx30啟動子序列
        5.3.10 構(gòu)建OsATH1的敲除植株
        5.3.11 OsATH1敲除突變體降低白葉枯抗性
        5.3.12 OsATH1調(diào)控OsPrx30及POD相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄表達
        5.3.13 OsATH1編碼不具有轉(zhuǎn)錄激活特性的核蛋白
        5.3.14 OsATH1調(diào)控OsPrx30啟動子的乙酰化水平
        5.3.15 OsATH1與AP2及SNF2蛋白相結(jié)合
    5.4 小結(jié)與討論
第6章 全文結(jié)論與討論
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 全文討論
        6.2.1 Pik-H4與OsBIHD1相互作用為抗病育種提供的實踐意義
        6.2.2 OsBIHD1平衡免疫與生長的關(guān)系
        6.2.3 CONSTANS-Like基因調(diào)節(jié)稻瘟病抗性
        6.2.4 OsAAE3負向調(diào)控稻瘟病抗性與植株生長
        6.2.5 OsATH1表觀調(diào)控OsPrx30響應水稻抗病反應
    6.3 本研究的創(chuàng)新之處
    6.4 后續(xù)研究設(shè)想
致謝
參考文獻
附錄



本文編號：3176572