植物抵御病原菌侵染過程中會產(chǎn)生大量活性氧（Reactive Oxygen Species,ROS）。ROS迸發(fā)不僅能誘發(fā)植物的抗病反應,也會對病原菌直接引起損傷。而病原菌為了成功侵染,必將進化出相應的耐受機制,清除宿主產(chǎn)生的活性氧成為病原菌與宿主建立寄生關系的前提和基礎。然而,截至目前病原菌清除外源活性氧的分子機制尚不清楚。大量研究表明,超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase,SOD）作為生物體內(nèi)抵抗和清除活性氧的第一道防線,在病菌清除外源活性氧過程中起到至關重要的作用。因此,本研究針對一個來自條銹菌的SOD基因PsSOD2進行功能鑒定,并解析其在小麥與條銹菌互作過程中的作用機理,為進一步闡明病原菌清除外源活性氧的分子機制奠定基礎。主要結(jié)果如下:從已構(gòu)建的小麥-條銹菌互作的cDNA文庫中克隆獲得一條全長576bp的PsSOD2基因,該基因編碼的蛋白序列由191個氨基酸組成,分子量為19.8kDa,等電點為9.23;生物信息學分析發(fā)現(xiàn),PsSOD2含有外分泌以及GPI兩種信號肽;結(jié)構(gòu)域分析表明PsSOD2編碼一個Cu-only SOD;通過序列比對發(fā)現(xiàn)PsSOD2在不同... 

【文章來源】：西北農(nóng)林科技大學陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

植物與病原菌互作過程中活性氧形成示意圖（Daymietal2016）

第一章文獻綜述5圖1-2典型GPI錨定蛋白核心結(jié)構(gòu)(Natheretal2008)Figure1-2DomainstructureofatypicalGPI-anchoredprotein(Natheretal2008)GPI錨定蛋白前體中有一些普遍的特征：首先GPI錨定序列是以酰胺鍵的方式與GPI錨定蛋白的氨基酸殘基連接，該殘基序列被命名為ω位點，已知的ω位點氨基酸有G、A、S、N、D、C;其次在ω+2位點處氨基酸一般為：G、A、S；然后C端有足夠長的疏水性序列來跨越內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜。這些信息確保GPI可以連接到GPI錨定蛋白上（Ikezawaetal.2002）。圖1-3與細胞膜相結(jié)合的GPI錨定蛋白(GPI-PMPs;A)和與細胞壁相結(jié)合的GPI錨定蛋白(GPI-CWPs;B)(Richardetal2007;Natheretal2008)。Fig1-3PlasmamembraneGPI-anchoredproteins(GPI-PMPs;A)andcellwallGPI-anchoredprotein(GPI-CWPs;B)(Richardetal2007;Natheretal2008)。1.3.2GPI錨定蛋白的功能GPI錨定蛋白的功能廣泛，在動植物以及真菌體內(nèi)都起到了至關重要的作用。Hitomi等（2011）發(fā)現(xiàn)GPI錨定蛋白在免疫系統(tǒng)中能夠作為激活抗原，在精子的發(fā)生、發(fā)育等方面起到重要作用。GPI錨定蛋白在真菌中同樣有著重要的作用。Albrecht等（2006）發(fā)現(xiàn)白假絲酵母菌中GPI錨定蛋白SAP9和SAP10的缺失會影響白假絲酵母菌與宿主上皮細胞粘附能力，并影響白假絲酵母菌細胞壁的完整性，使得白假絲酵母菌的致病力下降。Gleason等（2014）在白色念珠菌中發(fā)現(xiàn)GPI錨定蛋白SOD5能夠幫助白色念珠菌抵抗宿主產(chǎn)生的活性，從而增強白色念珠菌的致病性。SignalpeptideFunctionaldomainωGPI-anchorattachmentsite

第一章文獻綜述7標志著條銹菌在寄主小麥上完成了一個侵染循環(huán)。圖1-4條銹菌夏孢子在小麥上的侵染過程。分為三個階段：侵入階段（棕色標記）、寄生/活體營養(yǎng)階段（紅色標記）和產(chǎn)孢階段（黃色標記）（Ganetal.2012）。Fig.1-4InfectionprocessofPucciniastriiformif.sp.triticionwheat.Threemajorstages:―Penetration‖(brown),―Parasitic/biotrophic‖(red)and―Sporulation‖(yellow)（Ganetal.2012）1.4.3小麥與條銹菌的互作研究隨著人們對小麥條銹病危害認識的加深以及研究方法的不斷改進，研究人員從不同水平不用領域?qū)π←?條銹菌互作過程中的各個機制及調(diào)控方式進行了研究，并在很多方面取得了突破性進展。植物與病原物互作以病原物接觸寄主開始，以植物產(chǎn)生抗病或感病反應結(jié)束，它們之間的關系分成親和反應和非親和反應兩種（郭澤建和李德葆2000）。在親和互作過程中，植物對病原信號的識別及轉(zhuǎn)導不能發(fā)生，條銹菌侵染葉片后，在寄主體內(nèi)形成吸器，通過吸器不斷吸取營養(yǎng)來保證自身的生長繁殖，從而建立寄生關系（周建明等1999）。在非親和互作過程中，植物可以識別病原信號，產(chǎn)生細胞壞死、乳突以及吸器鞘等一系列防衛(wèi)反應，致使條銹菌生長受到一定程度的影響，如菌絲分支減少、菌落形成延遲、菌絲生長受到抑制、吸器及吸器母細胞數(shù)目減少等（Kangetal.2003）。隨著生物化學及分子生物學研究技術的發(fā)展，Wang等通過觀察條銹菌侵染小麥過程中活性氧在寄主細胞內(nèi)的積累變化，揭示了活性氧與寄主抗病反應以及細胞壞死相關（Wangetal.2007）。非親和體系中，活性氧出現(xiàn)的高峰期在接種后的12~24h。在親和體系中，活性氧迸發(fā)相對較晚，而且活性氧產(chǎn)生的量和產(chǎn)生的程度與非親和反應相比要低很多。活性氧可引起植物體內(nèi)一系列的抗病反應，如?

【參考文獻】：
期刊論文
[1]小麥與條銹菌非親和互作的cDNA文庫構(gòu)建及表達序列標簽分析[J]. 王艷飛,屈志鵬,張永紅,馬金彪,郭軍,韓青梅,黃麗麗,康振生.  中國農(nóng)業(yè)科學. 2008(10)
[2]甜楊6-磷酸葡萄糖脫氫酶在抗凍性低溫誘導中的作用（英文）[J]. 林善枝,張志毅,劉文鳳,林元震,張謙,朱保慶.  植物生理與分子生物學學報. 2005(01)
[3]GPI錨固蛋白與T細胞活化信號轉(zhuǎn)導[J]. 郭林,白云.  免疫學雜志. 2000(S1)
[4]活性氧與植物抗病性[J]. 郭澤建,李德葆.  植物學報. 2000(09)
[5]小麥條銹病的發(fā)生狀況和研究現(xiàn)狀[J]. 萬安民.  世界農(nóng)業(yè). 2000(05)
[6]控制小麥條銹病的現(xiàn)狀與設想[J]. 許喜堂,趙惠青,康恩寬.  北京農(nóng)學院學報. 1999(02)
[7]高等植物防衛(wèi)反應的信號傳導[J]. 周建明,朱群,白永延.  植物學通報. 1999(03)
[8]小麥對條銹菌高溫抗性的研究現(xiàn)狀與應用前景[J]. 張建剛.  麥類作物學報. 1993(03)
[9]小麥條銹病遠程傳播的定量分析[J]. 曾士邁.  植物病理學報. 1988(04)



本文編號：3276409