本文關(guān)鍵詞：小麥種質(zhì)N0308抗白粉菌侵染影響的差異蛋白質(zhì)組學(xué)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：小麥白粉病是由專化型白粉菌Blumeria graminis f.sp.tritici(Bgt)引起的一種小麥常見病害,是世界范圍內(nèi)顯著影響小麥生產(chǎn)產(chǎn)量的重要病害之一。抗病基因無(wú)疑是抵御白粉病害最經(jīng)濟(jì)有效的手段。目前,利用遠(yuǎn)緣雜交抗病育種技術(shù),已成功的向普通小麥導(dǎo)入多個(gè)近緣野生物種抗病基因,這些抗性基因顯示出不同程度的抗病性。為進(jìn)一步揭示植物抗病機(jī)制,揭示寄主-病原體相互作用下的分子機(jī)制,近年來(lái)開展了許多基因組和轉(zhuǎn)錄組學(xué)方面的研究,但在蛋白質(zhì)組學(xué)方面的研究較少。因此,本文使用蛋白質(zhì)組學(xué)及相關(guān)研究,旨在解釋小麥白粉病抗性反應(yīng)的分子機(jī)制。小麥白粉病抗病新品系N0308攜帶抗白粉病基因PmG25,該品系是通過(guò)野生二粒小麥(T.dicoccoides)G25與中國(guó)小麥白粉病易感小麥“陜253”雜交得來(lái)。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)接種Bgt E09后,使用二維凝膠電泳以及質(zhì)譜分析對(duì)小麥葉片進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)分析。研究結(jié)果揭示了參與小麥響應(yīng)病菌脅迫作用的防御相關(guān)蛋白及其網(wǎng)絡(luò)。最后,對(duì)于差異表達(dá)蛋白使用實(shí)時(shí)熒光定量PCR從轉(zhuǎn)錄水平進(jìn)行驗(yàn)證。該研究的主要發(fā)現(xiàn)如下:1.與未被感染的小麥相比,感染24,48和72小時(shí)的小麥總共得到87個(gè)具有顯著差異(1.5-倍變化;p0.05)并且可重復(fù)的凝膠蛋白質(zhì)點(diǎn)。其中,37個(gè)點(diǎn)為下調(diào)表達(dá),其余則在誘導(dǎo)后上調(diào)表達(dá)。參考小麥的NCBInr數(shù)據(jù)庫(kù)及親緣較近的小麥屬物種質(zhì)譜數(shù)據(jù)注釋了其中79個(gè)蛋白。這些蛋白質(zhì)的功能表明他們參與的代謝途徑包括:脅迫和抗病性(20%)、光合作用(14%)、糖代謝(14%)、翻譯和轉(zhuǎn)錄(11%)、能量調(diào)節(jié)(6%),蛋白質(zhì)周轉(zhuǎn)(6%)、次生代謝(9%)、基因表達(dá)(4%),和細(xì)胞重組(3%)。2.被Bgt-接種的樣本中,上調(diào)的幾個(gè)抗病蛋白屬于CC-NBS-LRR防御基因家族。重要的是,三個(gè)蛋白質(zhì)顯示出具有白粉病抗性基因序列Pm3b同源性,另一個(gè)被確認(rèn)為類似Pm3b抗病蛋白2Q4。其他蛋白質(zhì)鑒定抗病蛋白CNL2,LRR14和RPM1。除此之外,研究發(fā)現(xiàn)兩個(gè)分子伴侶蛋白,兩個(gè)病原相關(guān)的蛋白質(zhì)和一些過(guò)敏反應(yīng)、化學(xué)防御有關(guān)的蛋白在小麥葉片組織中表現(xiàn)過(guò)量誘導(dǎo)表達(dá)。3.總體而言,通過(guò)蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)了由小麥白粉病誘發(fā)的幾個(gè)復(fù)雜的代謝途徑,這些途徑參與防御響應(yīng)基因Pm3b相互作用介導(dǎo)引起的特定抗性反應(yīng)。病菌接種侵染后,抑制小麥光合主要蛋白和增強(qiáng)糖代謝與能量通路相關(guān)蛋白表達(dá)的結(jié)果意味著提高能量代謝有助于激活主動(dòng)防御病原菌侵害途徑,并維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)。另外,次生代謝物,轉(zhuǎn)錄和翻譯的不同表達(dá)也暗示著其在隨后的小麥抗病分子相應(yīng)機(jī)制中發(fā)揮著重要的作用。4.17個(gè)特定基因的熒光定量PCR分析結(jié)果表明,其中6個(gè)基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)的蛋白質(zhì)表達(dá)水平具有一致性;1個(gè)基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控與蛋白質(zhì)表達(dá)水平呈現(xiàn)相反的結(jié)果;其他基因的轉(zhuǎn)錄水平與蛋白質(zhì)組學(xué)結(jié)果具有部分一致性。蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控可能引起這些差異。這個(gè)結(jié)果給我們提供了一個(gè)重要提示,白粉病可能在不影響特定基因轉(zhuǎn)錄的情況下改變小麥植株中蛋白質(zhì)表達(dá)。
【關(guān)鍵詞】：小麥 抗白粉病 葉片蛋白組學(xué) 雙向電泳 基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時(shí)間質(zhì)譜 實(shí)時(shí)定量PCR
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S435.121.46
【目錄】：

• ABSTRACT6-8
• 摘要8-12
• Chapter 1 Review of Literature12-37
• 1.1 Research progress on powdery mildew of wheat12-20
• 1.1.1 Features and causes of wheat powdery mildew13-15
• 1.1.2 Prevention and control of the disease15-16
• 1.1.3 Wheat powdery mildew resistant genes and genetic researches16-20
• 1.2 Proteomics and recent advances in proteomic techniques20-22
• 1.3 Research progress on wheat proteomics22-24
• 1.3.1 Proteomics for studying genetic variability of wheat22-23
• 1.3.2 Proteomic research for biotic and abiotic stresses of wheat23-24
• 1.4 Use of proteomics in plant pathology and resistant breeding24-33
• 1.4.1 Proteomics of plant pathogenic fungi26-28
• 1.4.2 Proteomic research for disease resistance of rice28-29
• 1.4.3 Proteomic research for disease resistance of maize29-31
• 1.4.4 Proteomic research for disease resistance of wheat31-33
• 1.5 Prospects of proteomics33-34
• 1.6 Layout of the study34-37
• 1.6.1 Purpose and significance of the research34-36
• 1.6.2 Technical workflow of the study36-37
• Chapter 2 Materials and Methods37-57
• 2.1 Materials37-43
• 2.1.1 Plant material37
• 2.1.2 Biochemical reagents37-38
• 2.1.3 Major instruments and equipements38
• 2.1.4 Sample preparation38-43
• 2.2 Methods43-57
• 2.2.1 Seedling growth and powdery mildew inoculation43
• 2.2.2 Protein extraction43-44
• 2.2.3 Quantification of protein in the sample44
• 2.2.4 Two-dimensional gel electrophoresis (2-DE)44-48
• 2.2.5 Gel staining48-49
• 2.2.6 Analysis of gels for differentially expressed protein49
• 2.2.7 Mass spectrometry analysis49-50
• 2.2.8 Searching databases and protein identification50-51
• 2.2.9 Functional analysis51
• 2.2.10 Validation of selected DEPs through real-time q RT-PCR51-57
• Chapter 3 Results and Analyses57-75
• 3.1 Optimization of methods and technology57-58
• 3.2 Analysis of 2-DE gels for differential expression of proteins58-60
• 3.3 Bioinformatic analysis and identification of DEPs60-61
• 3.4 Functional category of identified proteins61
• 3.5 Expression patterns of the identified proteins61-69
• 3.6 Post-translational modifications of proteins69-72
• 3.7 Transcription analysis of the selected genes72-75
• Chapter 4 Discussions75-93
• 4.1 Wheat-Bgt interaction in relation to gene-for-gene concept75-76
• 4.2 Functional implications of identified proteins in wheat-Bgt interaction76-90
• 4.3 Proposed defensive pathway of wheat in response to Bgt infection90-91
• 4.4 Validation of selected genes at transcriptional level through q RT-PCR91-93
• Chapter 5 Summery and Innovation93-96
• 5.1 Summery93-94
• 5.2 Innovation94-95
• 5.3 Research prospects95-96
• References96-117
• Acknowledgements117-118
• About the Author118

【共引文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 于偉麗;;野生二粒小麥及其在普通小麥改良中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J];山東農(nóng)業(yè)科學(xué);2009年09期

2 陳全戰(zhàn);張邊江;周峰;吳梅;華春;;普通小麥-簇毛麥易位系T6BS·6BL-2VS的選育[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2008年32期

3 徐國(guó)慶;;采用ISSR方法研究簇毛麥屬與偃麥草屬染色體組的遺傳關(guān)系[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2011年14期

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6 王竹林;劉曙東;王輝;何中虎;夏先春;陳新民;段霞瑜;;‘百農(nóng)64’慢白粉性的遺傳分析[J];西北植物學(xué)報(bào);2006年02期

7 曹愛忠;陳全戰(zhàn);王海燕;王秀娥;陳佩度;;基于�；姆崔D(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子序列開發(fā)鑒定簇毛麥染色質(zhì)的PCR分子標(biāo)記[J];西北植物學(xué)報(bào);2007年06期

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10 賈海燕;姚國(guó)旗;張政值;許紅星;付必勝;孔忠新;馬正強(qiáng);;一個(gè)一粒小麥抗白粉病主效QTL的定位[J];分子植物育種;2009年04期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 劉大鈞;;基因組分析與小麥抗病育種[A];農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新與生產(chǎn)現(xiàn)代化學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2001年

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3 翟雯雯;;小麥白粉病抗性基因的研究進(jìn)展[A];提高全民科學(xué)素質(zhì)、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家——2006中國(guó)科協(xié)年會(huì)論文集（下冊(cè)）[C];2006年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉成;多年生簇毛麥基因組新重復(fù)序列的分離及其在小麥抗病新種質(zhì)鑒定中的應(yīng)用[D];電子科技大學(xué);2010年

2 李光蓉;小麥族物種α-醇溶蛋白基因的克隆與分子進(jìn)化研究[D];電子科技大學(xué);2010年

3 張瑞奇;簇毛麥籽粒硬度基因和貯藏蛋白基因的染色體定位及易位系選育[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

4 覃碧;小麥抗白粉病基因Pm6的精細(xì)定位及其候選基因的克隆[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

5 曹亞萍;硬粒小麥—簇毛麥雙倍體花粉輻射高效誘導(dǎo)屬間染色體易位[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2008年

6 王林生;利用輻射誘導(dǎo)涉及大賴草5Lr和7Lr染色體的普通小麥—大賴草易位系和端體系[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2008年

7 胡利君;偃麥草染色質(zhì)向小麥中轉(zhuǎn)移及小麥—偃麥草抗性新種質(zhì)的鑒定[D];電子科技大學(xué);2012年

8 王心宇;分子標(biāo)記技術(shù)在小麥抗白粉病育種及指紋圖譜分析中的應(yīng)用研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2000年

9 亓增軍;冬小麥種質(zhì)“矮孟�！钡姆肿蛹�(xì)胞遺傳學(xué)研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2000年

10 萬(wàn)平;小麥Rht3，Gai3基因的分子標(biāo)記和被導(dǎo)入外源染色體的部分同源群歸屬研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2000年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 陳靜;利用殺配子染色體誘導(dǎo)小麥—二倍體長(zhǎng)穗偃麥草3E染色體易位研究[D];哈爾濱師范大學(xué);2010年

2 關(guān)西貞;小麥抗白粉病近等基因系的差異蛋白質(zhì)組學(xué)研究[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

3 胡娜;小麥抗白粉病基因的分子標(biāo)記檢測(cè)及其抗性評(píng)價(jià)[D];安徽農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

4 程文娟;多花黃精微衛(wèi)星標(biāo)記的開發(fā)和利用[D];安徽師范大學(xué);2010年

5 劉春燕;小麥抗葉銹近等基因系TcLr45分子標(biāo)記開發(fā)與凝集素類受體蛋白激酶基因的克隆[D];河北農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

6 余利;小麥種質(zhì)系山農(nóng)030-1抗白粉病基因的分子標(biāo)記定位[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

7 亓?xí)岳?小麥抗白粉病基因Pm21的分子標(biāo)記和分子標(biāo)記輔助選擇[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

8 鄔昌榮;多年生簇毛麥物種PSY基因的克隆與進(jìn)化分析[D];電子科技大學(xué);2011年

9 王丹;一個(gè)小麥抗白粉病隱性基因的鑒定和分子標(biāo)記定位[D];四川農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

10 徐甜甜;施氮量對(duì)小麥籽粒高分子量麥谷蛋白亞基積累的調(diào)控效應(yīng)研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

  本文關(guān)鍵詞：小麥種質(zhì)N0308抗白粉菌侵染影響的差異蛋白質(zhì)組學(xué)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：282299