葡萄白腐病抗性QTL精細(xì)定位及轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)制研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-27 00:51
葡萄白腐病是影響葡萄產(chǎn)量和品質(zhì)的一種重要真菌病害,然而,目前關(guān)于葡萄白腐病抗性的研究十分有限。葡萄育種中,傳統(tǒng)的方法是通過對(duì)雜交后代的表現(xiàn)型進(jìn)行篩選,從而找到即抗病品質(zhì)又好的葡萄品種,不過這一過程不僅漫長,而且還要消耗大量的人力物力。近年來,隨著分子生物學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展以及葡萄全基因組測序工作的完成,通過分子生物學(xué)手段進(jìn)行葡萄高品質(zhì)抗病育種,不僅可以縮短葡萄抗病育種的年限,同時(shí)也大大提高了定向育種效率。本研究通過轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析和QTL定位對(duì)葡萄白腐病抗性相關(guān)的候選基因以及分子標(biāo)記進(jìn)行了探索和發(fā)掘,對(duì)今后葡萄白腐病抗性的育種工作具有重要的理論與實(shí)踐意義。本試驗(yàn)以在白腐病抗性中具有顯著差異的葡萄品種‘著色香’(V.vinifera L.×V.labrusca L.)和‘維多利亞’(V.vinifera L.)為試材,進(jìn)行了白腐病侵染后的轉(zhuǎn)錄組學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析,與此同時(shí),以兩者為親本,創(chuàng)建雜交群體并進(jìn)行了白腐病抗性的QTL定位。取得的主要結(jié)果如下:1.本試驗(yàn)以抗病品種‘著色香’為母本,感病品種‘維多利亞’為父本,通過種間雜交,創(chuàng)建了含有672株雜交后代的群體,從群體中隨機(jī)挑選177株進(jìn)行了白腐...
【文章來源】:沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:102 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
植物與病原微生物互作簡圖(KemalandLyons,2014)
諾拇?紀(jì)揪兜募?活,進(jìn)而達(dá)到在不同位置阻斷植物的PTI信號(hào)傳導(dǎo)。在進(jìn)化過程中,植物為了直接或者間接的識(shí)別這些效應(yīng)蛋白,自身進(jìn)一步進(jìn)化出了一系列的抗性基因(resistancegene,R)。通常情況下,在對(duì)病原菌具有抗性或者免疫的植物宿主體內(nèi),R基因可以通過識(shí)別病原菌釋放的效應(yīng)蛋白來激活植物對(duì)病原微生物的抗性,我們把這一過程稱之為效應(yīng)物引發(fā)的免疫(effector-triggeredimmunity,ETI)。與PTI相比,ETI反應(yīng)更為強(qiáng)烈,持續(xù)時(shí)間也會(huì)更長,通常也會(huì)出現(xiàn)由于超敏反應(yīng)誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡(Dangletal.,2013)。圖1.2細(xì)胞內(nèi)NLRs的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)(Wangetal.,2020)Figure1.2ThesignalingnetworkofintracellularNLRs(Wangetal.,2020)與病原菌效應(yīng)蛋白序列多樣性不同,植物所進(jìn)化的R蛋白在其結(jié)構(gòu)域上表現(xiàn)的非常保守,包含可以與核苷酸結(jié)合的NBS(nucleotide-bindingsite)結(jié)構(gòu)域以及位序列C端的LRR(leucine-richrepeat)結(jié)構(gòu)域。根據(jù)R基因N端的NBS結(jié)構(gòu)域,可以將R基因
ed-Coil)結(jié)構(gòu)域;第三類為RPW8(Resistancetopowderymildew8)結(jié)構(gòu)域,此三類R基因分別被命名為TNLs、CNLs和RNLs(Jonesetal.,2006;Lietal.,2015;Monteiroetal.,2018)。近期的相關(guān)研究表明,不同的R基因分別介導(dǎo)了不同的免疫信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑(圖1.2)(Wangetal.,2020)。1.2.3植物先天免疫的Zig-zag模型對(duì)于所有的植物而言,其自身的PTI免疫以及ETI免疫反應(yīng)并不是獨(dú)立存在的,兩者之間通過協(xié)同作用共同保護(hù)植物不受病原微生物的侵害。為了進(jìn)一步闡釋PTI和ETI兩者之間的關(guān)系,Jones和Dangl在2006年提出了著名的Zig-zag模型(圖1.3)。圖1.3植物免疫系統(tǒng)Zig-zag模型(JonesandDangl,2006)Figure1.3TheZig-zagmodelofplantimmunesystem(JonesandDangl,2006)Zig-zag模型指出,植物通過其細(xì)胞膜表面的PRR蛋白可以識(shí)別絕大多數(shù)的病原微生物的PAMP,進(jìn)而激活植物自身的PTI免疫反應(yīng),通常情況下,該反應(yīng)可以確保植物對(duì)大多數(shù)病原微生物的免疫。然而,由于少數(shù)病原微生物釋放的效應(yīng)蛋白可以阻斷PTI免疫信號(hào)的傳導(dǎo),使得植物對(duì)病原微生物的侵染具有了敏感性,這一過程又稱為效應(yīng)物誘導(dǎo)的敏感性(Effector-triggeredsusceptibility,ETS)。為了應(yīng)對(duì)這一狀況,在漫長的進(jìn)化過程中,植物自身產(chǎn)生了一系列具有NB-LRR結(jié)構(gòu)域的R基因。R基因通過直接或間接的方式識(shí)別病原微生物釋放的無毒效應(yīng)蛋白(Avirulenceprotein,Avr),從而激活了植物自身的ETI免疫反應(yīng)。隨后,病原微生物通過淘汰可以被R基因識(shí)別的Avr或者產(chǎn)生新的效應(yīng)蛋白,進(jìn)一步抑制植物的ETI反應(yīng),使得ETS再次發(fā)生。與之相對(duì)應(yīng)的,植物自身進(jìn)化出了可以識(shí)別新效應(yīng)物蛋白的R基因,再次激活ETI反應(yīng)。病原微生物和植物
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Plant immune signaling: Advancing on two frontiers[J]. Wei Wang,Baomin Feng,Jian-Min Zhou,Dingzhong Tang. Journal of Integrative Plant Biology. 2020(01)
[2]基于microRNA測序分析miRNA在刺葡萄抗白腐病中的作用[J]. 張穎,樊秀彩,姜建福,李民,劉崇懷. 果樹學(xué)報(bào). 2019(02)
[3]兩個(gè)葡萄雜交后代群體的白腐病抗性鑒定及遺傳分析[J]. 高宏艷,郭印山,蘇凱,任志華,趙玉輝,劉鎮(zhèn)東,李坤,郭修武. 沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(04)
[4]Mlo基因在葡萄抗白腐病中作用的研究[J]. 賈云飛,張國海,劉崇懷,樊秀彩,姜建福,孫海生,張穎. 植物生理學(xué)報(bào). 2017(09)
[5]葡萄種質(zhì)資源對(duì)葉片白腐病的抗性鑒定及評(píng)價(jià)[J]. 張穎,樊秀彩,孫海生,姜建福,劉崇懷. 果樹學(xué)報(bào). 2017(09)
[6]刺葡萄0943抗白腐病轉(zhuǎn)錄因子VdWRKY49的克隆及序列分析[J]. 馮虎,張穎,樊秀彩,姜建福,孫海生,劉崇懷. 果樹學(xué)報(bào). 2015(05)
[7]刺葡萄抗白腐病轉(zhuǎn)錄因子VdWRKY53基因克隆及表達(dá)[J]. 馮虎,張穎,樊秀彩,姜建福,孫海生,劉崇懷. 西北植物學(xué)報(bào). 2015(08)
[8]Receptor-Like Kinases in Plant Innate Immunity[J]. Ying Wu,Jian-Min Zhou. Journal of Integrative Plant Biology. 2013(12)
[9]中國野生葡萄資源抗白腐病鑒定及抗性種質(zhì)篩選[J]. 張穎,孫海生,樊秀彩,姜建福,劉崇懷. 果樹學(xué)報(bào). 2013(02)
[10]葡萄種質(zhì)資源對(duì)葡萄白腐病抗性調(diào)查[J]. 李峰,樊秀彩,劉崇懷,張穎,姜建福,李民. 中國果樹. 2012(03)
碩士論文
[1]山葡萄白腐病抗性QTL精細(xì)定位及抗病基因表達(dá)分析[D]. 高宏艷.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2019
[2]葡萄品種資源葉片白腐病和灰霉病的抗病鑒定及評(píng)價(jià)[D]. 劉麗婷.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[3]刺葡萄0943 VdWRKY70轉(zhuǎn)錄因子抗病功能分析[D]. 賈云飛.河南科技大學(xué) 2018
[4]柑橘潰瘍病相關(guān)WRKY轉(zhuǎn)錄因子和PR基因的篩選與功能分析[D]. 周鵬飛.西南大學(xué) 2017
本文編號(hào):3521265
【文章來源】:沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:102 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
植物與病原微生物互作簡圖(KemalandLyons,2014)
諾拇?紀(jì)揪兜募?活,進(jìn)而達(dá)到在不同位置阻斷植物的PTI信號(hào)傳導(dǎo)。在進(jìn)化過程中,植物為了直接或者間接的識(shí)別這些效應(yīng)蛋白,自身進(jìn)一步進(jìn)化出了一系列的抗性基因(resistancegene,R)。通常情況下,在對(duì)病原菌具有抗性或者免疫的植物宿主體內(nèi),R基因可以通過識(shí)別病原菌釋放的效應(yīng)蛋白來激活植物對(duì)病原微生物的抗性,我們把這一過程稱之為效應(yīng)物引發(fā)的免疫(effector-triggeredimmunity,ETI)。與PTI相比,ETI反應(yīng)更為強(qiáng)烈,持續(xù)時(shí)間也會(huì)更長,通常也會(huì)出現(xiàn)由于超敏反應(yīng)誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡(Dangletal.,2013)。圖1.2細(xì)胞內(nèi)NLRs的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)(Wangetal.,2020)Figure1.2ThesignalingnetworkofintracellularNLRs(Wangetal.,2020)與病原菌效應(yīng)蛋白序列多樣性不同,植物所進(jìn)化的R蛋白在其結(jié)構(gòu)域上表現(xiàn)的非常保守,包含可以與核苷酸結(jié)合的NBS(nucleotide-bindingsite)結(jié)構(gòu)域以及位序列C端的LRR(leucine-richrepeat)結(jié)構(gòu)域。根據(jù)R基因N端的NBS結(jié)構(gòu)域,可以將R基因
ed-Coil)結(jié)構(gòu)域;第三類為RPW8(Resistancetopowderymildew8)結(jié)構(gòu)域,此三類R基因分別被命名為TNLs、CNLs和RNLs(Jonesetal.,2006;Lietal.,2015;Monteiroetal.,2018)。近期的相關(guān)研究表明,不同的R基因分別介導(dǎo)了不同的免疫信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑(圖1.2)(Wangetal.,2020)。1.2.3植物先天免疫的Zig-zag模型對(duì)于所有的植物而言,其自身的PTI免疫以及ETI免疫反應(yīng)并不是獨(dú)立存在的,兩者之間通過協(xié)同作用共同保護(hù)植物不受病原微生物的侵害。為了進(jìn)一步闡釋PTI和ETI兩者之間的關(guān)系,Jones和Dangl在2006年提出了著名的Zig-zag模型(圖1.3)。圖1.3植物免疫系統(tǒng)Zig-zag模型(JonesandDangl,2006)Figure1.3TheZig-zagmodelofplantimmunesystem(JonesandDangl,2006)Zig-zag模型指出,植物通過其細(xì)胞膜表面的PRR蛋白可以識(shí)別絕大多數(shù)的病原微生物的PAMP,進(jìn)而激活植物自身的PTI免疫反應(yīng),通常情況下,該反應(yīng)可以確保植物對(duì)大多數(shù)病原微生物的免疫。然而,由于少數(shù)病原微生物釋放的效應(yīng)蛋白可以阻斷PTI免疫信號(hào)的傳導(dǎo),使得植物對(duì)病原微生物的侵染具有了敏感性,這一過程又稱為效應(yīng)物誘導(dǎo)的敏感性(Effector-triggeredsusceptibility,ETS)。為了應(yīng)對(duì)這一狀況,在漫長的進(jìn)化過程中,植物自身產(chǎn)生了一系列具有NB-LRR結(jié)構(gòu)域的R基因。R基因通過直接或間接的方式識(shí)別病原微生物釋放的無毒效應(yīng)蛋白(Avirulenceprotein,Avr),從而激活了植物自身的ETI免疫反應(yīng)。隨后,病原微生物通過淘汰可以被R基因識(shí)別的Avr或者產(chǎn)生新的效應(yīng)蛋白,進(jìn)一步抑制植物的ETI反應(yīng),使得ETS再次發(fā)生。與之相對(duì)應(yīng)的,植物自身進(jìn)化出了可以識(shí)別新效應(yīng)物蛋白的R基因,再次激活ETI反應(yīng)。病原微生物和植物
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Plant immune signaling: Advancing on two frontiers[J]. Wei Wang,Baomin Feng,Jian-Min Zhou,Dingzhong Tang. Journal of Integrative Plant Biology. 2020(01)
[2]基于microRNA測序分析miRNA在刺葡萄抗白腐病中的作用[J]. 張穎,樊秀彩,姜建福,李民,劉崇懷. 果樹學(xué)報(bào). 2019(02)
[3]兩個(gè)葡萄雜交后代群體的白腐病抗性鑒定及遺傳分析[J]. 高宏艷,郭印山,蘇凱,任志華,趙玉輝,劉鎮(zhèn)東,李坤,郭修武. 沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(04)
[4]Mlo基因在葡萄抗白腐病中作用的研究[J]. 賈云飛,張國海,劉崇懷,樊秀彩,姜建福,孫海生,張穎. 植物生理學(xué)報(bào). 2017(09)
[5]葡萄種質(zhì)資源對(duì)葉片白腐病的抗性鑒定及評(píng)價(jià)[J]. 張穎,樊秀彩,孫海生,姜建福,劉崇懷. 果樹學(xué)報(bào). 2017(09)
[6]刺葡萄0943抗白腐病轉(zhuǎn)錄因子VdWRKY49的克隆及序列分析[J]. 馮虎,張穎,樊秀彩,姜建福,孫海生,劉崇懷. 果樹學(xué)報(bào). 2015(05)
[7]刺葡萄抗白腐病轉(zhuǎn)錄因子VdWRKY53基因克隆及表達(dá)[J]. 馮虎,張穎,樊秀彩,姜建福,孫海生,劉崇懷. 西北植物學(xué)報(bào). 2015(08)
[8]Receptor-Like Kinases in Plant Innate Immunity[J]. Ying Wu,Jian-Min Zhou. Journal of Integrative Plant Biology. 2013(12)
[9]中國野生葡萄資源抗白腐病鑒定及抗性種質(zhì)篩選[J]. 張穎,孫海生,樊秀彩,姜建福,劉崇懷. 果樹學(xué)報(bào). 2013(02)
[10]葡萄種質(zhì)資源對(duì)葡萄白腐病抗性調(diào)查[J]. 李峰,樊秀彩,劉崇懷,張穎,姜建福,李民. 中國果樹. 2012(03)
碩士論文
[1]山葡萄白腐病抗性QTL精細(xì)定位及抗病基因表達(dá)分析[D]. 高宏艷.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2019
[2]葡萄品種資源葉片白腐病和灰霉病的抗病鑒定及評(píng)價(jià)[D]. 劉麗婷.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[3]刺葡萄0943 VdWRKY70轉(zhuǎn)錄因子抗病功能分析[D]. 賈云飛.河南科技大學(xué) 2018
[4]柑橘潰瘍病相關(guān)WRKY轉(zhuǎn)錄因子和PR基因的篩選與功能分析[D]. 周鵬飛.西南大學(xué) 2017
本文編號(hào):3521265
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