發(fā)布時間：2016-12-02 16:05

  本文關(guān)鍵詞：唐菖蒲病程相關(guān)基因非表達(dá)子1（NPR1）在抗病過程中的功能分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《中國農(nóng)業(yè)大學(xué)》 2015年

唐菖蒲病程相關(guān)基因非表達(dá)子1（NPR1）在抗病過程中的功能分析

鐘雄輝  

【摘要】：唐菖蒲是病害發(fā)生較為嚴(yán)重的球根花卉種類之一,從種球到切花生產(chǎn),都會受到多種病原微生物的侵害。應(yīng)用抗病品種是病害防治最經(jīng)濟有效的方法,但唐菖蒲抗源材料匱乏,加之常規(guī)育種周期過長,使得抗病品種遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)上的需求。因此深入了解唐菖蒲內(nèi)源免疫機制,是開發(fā)新的保護策略的前提條件。病程相關(guān)基因非表達(dá)子1(nonexpressor of pathogenesis-related gene1,NPR1)不僅對系統(tǒng)獲得抗性和誘導(dǎo)系統(tǒng)抗性起核心調(diào)控作用,而且也是基礎(chǔ)抗性以及抗病基因決定抗性的重要調(diào)控因子。此外,NPR1還可以通過與轉(zhuǎn)錄因子TGA2的互作來調(diào)控病程相關(guān)基因(pathogenesis-related genes,PRs)的表達(dá)和抗性的產(chǎn)生。本研究克隆到唐菖蒲NPR1及其啟動子,以及轉(zhuǎn)錄因子TGA2,采用生物信息學(xué)、qRT-PCR、亞細(xì)胞定位、病毒介導(dǎo)的基因沉默(VIGS)和擬南芥遺傳互補等技術(shù)分析和驗證了候選基因的功能。取得以下主要研究結(jié)果：1)從唐菖蒲中分離PDS基因保守序列,命名為GhPDS(登陸號：KC344859)。利用負(fù)壓侵染的辦法,侵染唐菖蒲未發(fā)芽的籽球以及幼苗,獲得了明顯的光漂白表型。沉默植株中,GhPDS的轉(zhuǎn)錄水平受到顯著抑制。以籽球為外植體,GhPDS的轉(zhuǎn)錄水平與對照相比下降2.5倍；幼苗為外植體,轉(zhuǎn)錄水平降低3.9倍,成功建立了病毒介導(dǎo)的唐菖蒲基因沉默體系。2)從唐菖蒲中分離出了NPR1以及TGA2基因全長序列。GhNPR1(登陸號：KJ769203)全長為2243bp,開放讀碼框1767bp,編碼588個氨基酸；GhTGA2(登陸號：KC344858)全長為1925bp,CDS為1296bp,編碼431個氨基酸。推定的唐菖蒲TGA轉(zhuǎn)錄因子與擬南芥bzip家族的D亞家族的GroupII同源性最高,經(jīng)過進一步的同源性分析發(fā)現(xiàn),唐菖蒲TGA2與擬南芥TGA2同源性最高,達(dá)到66.7%。3)實時熒光定量PCR分析GhNPRl基因的表達(dá)模式表明,GhNPRl基因在葉片中表達(dá)量大約是籽球和根中表達(dá)量的一半,在花中表達(dá)量最低,GhNPRl基因的表達(dá)受水楊酸誘導(dǎo),1mM水楊酸處理12h,GhNPR1表達(dá)水平比對照提高了3.8倍。4)煙草亞細(xì)胞定位及雙分子熒光互作(BIFC)結(jié)果表明,GhNPR1定位在細(xì)胞核及細(xì)胞膜上；而GhTGA2主要定位在細(xì)胞核內(nèi)。在煙草葉片下表皮細(xì)胞中表達(dá)3SS：：GhNPR1-YFPN和35S::GhTGA2-YFPC,在葉片表皮細(xì)胞核中觀察到強烈的熒光信號,結(jié)果表明,GhNPR1和GhTGA2之間存在互作。5)將GhNPRl基因轉(zhuǎn)到擬南芥nprl突變體中,利用丁香假單胞菌番茄變種P.s.t DC3000侵染轉(zhuǎn)基因植株,該基因能恢復(fù)突變體抗病性。表明GhNPR1與擬南芥NPR1基因具有同源性。6)沉默唐菖蒲GhNPR1基因,降低了對車軸草彎孢唐菖蒲變種的抗病性。以上研究結(jié)果表明,唐菖蒲GhNPR1基因水楊酸誘導(dǎo),并且能與GhTGA2互作促進下游基因的表達(dá),在唐菖蒲系統(tǒng)獲得性抗病性中具有重要功能。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S436.8
【目錄】：

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【參考文獻(xiàn)】

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