發(fā)布時間：2020-04-07 23:13

【摘要】：植物的免疫系統(tǒng)本質(zhì)上可分兩個層次。植物可通過其細胞表面的模式識別受體(Pattern Recognition Receptor,PRR)識別微生物相關或病原相關分子模式(Microbial-or PathogenAssociated Molecular Patterns,MAMPs or PAMPs),并誘導免疫反應PTI(PAMP-triggered immunity)的發(fā)生。植物還能通過細胞內(nèi)部抗性基因(Resistance gene,R gene)編碼的具有多態(tài)性的NLR(Nucleotide binding domain(NBD)and Leucine-rich Repeat)蛋白識別病原體分泌到宿主細胞內(nèi)的效應因子effector,誘導植物免疫ETI(effector-triggered immunity)的發(fā)生。本文從植物免疫PTI和ETI兩個層面研究煙草細胞膜蛋白PtBP1在真菌蛋白激發(fā)子PeaT1誘導植物系統(tǒng)抗性途徑中的作用,以及水稻NLR蛋白對RPR1和RPR2的基因克隆和功能分析。具體的研究結果如下:1.研究明確了煙草膜蛋白PtBP1介導了PeaT1誘導的煙草系統(tǒng)抗病性。利用VIGS基因沉默技術獲得了Pea T1互作蛋白PtBP1的基因沉默株,沉默效率達到70%以上。研究PtBP1在PeaT1誘導的系統(tǒng)抗病性中發(fā)揮的作用發(fā)現(xiàn),TMV-GFP侵染Pt BP1沉默植株組的葉片病斑數(shù)(130.25±19.99)比對照組病斑數(shù)(43.25±8.73)提高三倍。Pt BP1沉默組積累的TMV外殼蛋白(TMV-CP)的含量也顯著高于TRV陰性對照組。PtBP1的沉默還能阻斷PtBP1誘導的抗病相關基因的上調(diào)表達。PtBP1的沉默對Pea T1的刺激變得不再敏感,阻斷了PeaT1誘導的系統(tǒng)抗性,因而沉默植株更容易感病。PtBP1有可能感知PeaT1的刺激并介導了下游的抗病性信號傳遞。2.通過生物信息學分析,確定了來源于水稻的NLR蛋白對RPR1和RPR2為本文的研究對象。RPR1和RPR2蛋白對在N-端均包含RX-CC結構域,是典型的CC-NLR(CNL)類型蛋白,其中RPR C-端包含2個WRKY結構域,與來自于擬南芥的NLR蛋白對RPS4/RRS1同源。利用金門克隆技術成功構建了RPR1和RPR2的金門克隆Level-1,Level0,Level1重組載體。3.利用瞬時表達技術確定了RPR1和RPR2定位于植物細胞核,且蛋白對RPR1和RPR2與效應蛋白PopP2共表達產(chǎn)生類HR反應,即注射區(qū)域組織表現(xiàn)出缺綠黃化。根據(jù)定位模式和識別模式明確了RPR1和RPR2與已報道的擬南芥RPS4/RRS1具有相似性,基于RPS4/RRS1作用機理的前期研究,分析了RPR1和RPR2的功能。真菌蛋白激發(fā)子Pea T1在煙草細胞膜上的互作蛋白Pt BP1的研究和NLR蛋白對RPR1和RPR2的研究,都是從分子水平研究植物和病原微生物的相互作用和協(xié)同進化的過程。本研究將為真菌蛋白激發(fā)子Pea T1誘導植物抗性提供理論基礎,將擬南芥RRS1/RRS4的NLR蛋白對“誘餌模型”推廣到水稻上,對挖掘水稻抗性基因和轉基因抗性育種具有重大的意義。
【圖文】：

圖 2.1 PtBP1 基因沉默片段的選擇。A. PtBP1 和其同源蛋白的氨基酸序列比對分析。B. PtBP1 相似性分析。 C. PtBP1 基因沉默片段的 PCR 擴增Figure 2.1 VIGS DNA fragment selection of PtBP1.（A）Sequence alignment analysis of PtBP1 and irotein.（B）Sequence similarity analysis of PtBP1 and PcaP2.（C）PCR amplification of silencing fragm.3.2 PtBP1 沉默效率檢測PtBP1 基因沉默的植株和野生型植株在表型上并沒有明顯差異。TRV2-PDS 是實對照，從圖中可以看到 PDS 植株頂端的葉片有明顯的白化癥狀，而與之相鄰的野驗組 TRV2-PtBP1 基本無異。如圖所示，從左到右依次是野生型、TRV2-PDS 沉默照組，，有白化表型出現(xiàn)）和 TRV2-PtBP1 沉默植株。

圖 2.2 本生煙的基因沉默表型Figure 2.2 Phenotype of Nicotiana. Benthamiana of VIGS treatment采用熒光定量PCR的方法檢測TRV2-PtBP1沉默植株的PtBP1基因在算基因沉默植株的沉默效率。通過對實驗結果分析可知，TRV2-PtBP1相比，PtBP1 的表達量下降了近70%（圖5.9）�？烧J定VIGS基因沉默下來的功能分析和檢測。
【學位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)科學院
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S511

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 王立梅;楊秀芬;曾洪梅;邱德文;郭立華;劉崢;;蛋白激發(fā)子PeaT1在枯草芽胞桿菌中的分泌表達及重組菌株提高小麥抗旱和促生的作用[J];生物工程學報;2011年09期

2 劉權;李廣悅;曾洪梅;楊秀芬;邱德文;;微生物蛋白激發(fā)子PeaT1的獲得及誘導水稻抗旱性的初步研究[J];中國農(nóng)業(yè)科技導報;2009年03期

3 劉權;李廣悅;曾洪梅;楊秀芬;邱德文;;蛋白激發(fā)子PeaT1的高密度發(fā)酵及生理功能檢測[J];生物技術通報;2009年08期

4 唐宏琨;曾洪梅;楊秀芬;袁京京;邱德文;;蛋白激發(fā)子基因peaT1植物表達載體的構建及其轉化棉花的研究[J];植物保護;2011年03期

5 張薇;楊秀芬;邱德文;曾洪梅;郭立華;毛建軍;;激活蛋白PeaT1誘導煙草對TMV的系統(tǒng)抗性[J];植物病理學報;2010年03期

6 劉權;李唐;曾洪梅;楊秀芬;邱德文;;通過圓二色譜研究蛋白激發(fā)子PeaT1的耐熱性[J];農(nóng)業(yè)生物技術學報;2010年03期

7 李明勇;邱德文;曾洪梅;楊秀芬;;Peat1蛋白及其3個缺失突變體的表達與熱穩(wěn)定性分析[J];安徽農(nóng)業(yè)科學;2008年20期

8 唐宏琨;曾洪梅;楊秀芬;李國媛;盛德鵬;袁京京;邱德文;;蛋白激發(fā)子基因peaT1轉基因棉花的獲得及初步鑒定[J];生物技術通報;2012年01期

9 劉延鋒;曾洪梅;玉山江;楊秀芬;毛建軍;邱德文;;極細鏈格孢菌peaT1基因在畢赤酵母中的表達與功能分析[J];生物工程學報;2009年03期

10 鄭建華;楊秀芬;石慶華;曾洪梅;邱德文;;激活蛋白PeaT1在煙草細胞膜上的結合位點及其特性[J];植物病理學報;2010年04期

相關會議論文 前4條

1 史發(fā)超;邱德文;;轉蛋白激發(fā)子PeaT1提高水稻抗旱性[A];中國植物病理學會2016年學術年會論文集[C];2016年

2 徐潤東;梁曉辰;劉英杰;劉勇;;激活蛋白peaT1對麥蚜、天敵和小麥產(chǎn)量的影響[A];病蟲害綠色防控與農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全——中國植物保護學會2015年學術年會論文集[C];2015年

3 孟繁露;邱德文;楊秀芬;;蛋白激發(fā)子PeaT1互作蛋白的鑒定及功能分析[A];中國植物病理學會2012年學術年會論文集[C];2012年

4 張薇;楊秀芬;邱德文;;植物激活蛋白PeaT1誘導煙草系統(tǒng)抗病性及信號傳導主要途徑的研究[A];糧食安全與植�？萍紕�(chuàng)新[C];2009年

相關博士學位論文 前4條

1 孟繁露;煙草膜蛋白PtBP1在PeaT1誘導抗性中的功能和水稻新型NLR蛋白對的鑒定[D];中國農(nóng)業(yè)科學院;2018年

2 史發(fā)超;轉PeaT1水稻抗旱功能分子機制[D];中國農(nóng)業(yè)大學;2018年

3 唐宏琨;激發(fā)子基因peaT1轉化棉花和煙草體系的建立及功能分析[D];中國農(nóng)業(yè)科學院;2010年

4 劉權;微生物蛋白激發(fā)子PeaT1的生物功能與結構解析[D];中國農(nóng)業(yè)科學院;2009年

相關碩士學位論文 前8條

1 盛德鵬;蛋白激發(fā)子基因peaT1和拒食蛋白基因xnAFP2轉化水稻的研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學院;2011年

2 李廣悅;蛋白激發(fā)子PeaT1激發(fā)擬南芥早期信號反應及差異蛋白的研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學院;2010年

3 王立梅;表達PeaT1蛋白的枯草芽孢桿菌工程菌的構建及其活性分析[D];中國農(nóng)業(yè)科學院;2011年

4 鄭建華;激活蛋白PeaT1在煙草細胞膜上的結合位點及其特性[D];新疆農(nóng)業(yè)大學;2010年

5 劉延鋒;極細鏈格孢菌激活蛋白PeaT1在畢赤酵母中的表達及其互作蛋白的研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學院;2008年

6 孟繁露;真菌蛋白激發(fā)子PeaT1與煙草膜蛋白胡作特性研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學院;2012年

7 李明勇;極細鏈格孢菌激活蛋白PeaT1結構域分析與功能研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學院;2008年

8 張微;PeaT1誘導煙草系統(tǒng)獲得抗病性及其作用機理的研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學院;2010年

本文編號：2618516