發(fā)布時(shí)間：2023-06-10 12:49

　　近年來,水稻紋枯病在我國已經(jīng)成為僅次于稻瘟病的重要病害,鑒于水稻抗病過程的復(fù)雜性以及抗性指標(biāo)鑒定的多樣性,傳統(tǒng)方法解析水稻紋枯病抗性機(jī)制遭受很大制約并且進(jìn)展緩慢。伴隨著轉(zhuǎn)錄組技術(shù)的發(fā)展,其在大數(shù)據(jù)挖掘以及機(jī)制分析等相關(guān)方面所展示出的優(yōu)勢被廣泛的應(yīng)用于科學(xué)研究中。本研究以中抗品種特青和高感品種萊蒙特為材料,運(yùn)用RNA-seq技術(shù)對(duì)兩個(gè)品種不同侵染時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序,通過比較不同時(shí)間點(diǎn)抗感轉(zhuǎn)錄差異以探討水稻抗紋枯病的相關(guān)分子機(jī)制。同時(shí)基于比較轉(zhuǎn)錄組差異基因分析、共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建及抗病特異性模塊挖掘篩選鑒定抗病相關(guān)基因,通過對(duì)基因功能的分析研究以期進(jìn)一步解析水稻抗紋枯病的相關(guān)機(jī)制,亦為水稻抗紋枯病種質(zhì)創(chuàng)制奠定相應(yīng)基礎(chǔ)。相關(guān)研究結(jié)果如下:1.為了探討水稻抗紋枯病可能的分子機(jī)制,選取中抗材料特青和高感材料萊蒙特葉片接菌紋枯病菌AG1 IA,基于預(yù)試驗(yàn)的結(jié)果選擇紋枯病菌AG1 IA侵染后的12、24、36、48和72 h取樣,利用RNA-seq技術(shù)對(duì)5個(gè)侵染時(shí)期進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序。比較轉(zhuǎn)錄組分析結(jié)果表明伴隨著紋枯病菌侵染時(shí)間的延長,相關(guān)的差異基因表達(dá)逐漸增加,萊蒙特不同時(shí)間點(diǎn)差異表達(dá)基因數(shù)目高于同時(shí)期...

【文章頁數(shù)】：153 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 水稻紋枯病
        1.1.1 紋枯病菌分類、生活史和病害流行
        1.1.2 紋枯病菌侵染過程
        1.1.3 紋枯病菌致病機(jī)制
        1.1.4 水稻紋枯病鑒定
    1.2 植物抗病機(jī)制
        1.2.1 植物PTI免疫反應(yīng)
        1.2.2 植物ETI免疫反應(yīng)
    1.3 基于RNA-seq的植物抗病轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究
    1.4 立體依據(jù)和研究意義
第二章 基于RNA-Seq技術(shù)的紋枯病菌AG1 IA侵染水稻葉片比較轉(zhuǎn)錄組分析
    2.1 材料與方法
        2.1.1 試驗(yàn)材料
        2.1.2 試驗(yàn)方法
        2.1.3 菌絲侵染染色及觀察
        2.1.4 總RNA提取、cDNA文庫構(gòu)建及Illumina測序
        2.1.5 轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)與參考基因組序列比對(duì)
        2.1.6 轉(zhuǎn)錄本組裝、合并與比較分析
        2.1.7 轉(zhuǎn)錄本定量分析
        2.1.8 轉(zhuǎn)錄本數(shù)據(jù)探索分析
        2.1.9 時(shí)間序列表達(dá)模式挖掘
        2.1.10 SOM網(wǎng)絡(luò)的基因表達(dá)數(shù)據(jù)聚類
        2.1.11 功能富集分析
        2.1.12 熒光定量PCR驗(yàn)證
    2.2 結(jié)果與分析
        2.2.1 關(guān)于材料的選擇和取樣時(shí)間點(diǎn)的確定
        2.2.2 轉(zhuǎn)錄組樣本的測序結(jié)果統(tǒng)計(jì)
        2.2.3 轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)注釋
        2.2.4 水稻轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)的聚類分析和基因表達(dá)情況的Real-time PCR檢測
        2.2.5 特青和萊蒙特各接種時(shí)間點(diǎn)差異基因分析
        2.2.6 特青和萊蒙特上調(diào)差異基因的GO富集分析
        2.2.7 特青和萊蒙特差異表達(dá)基因KEGG富集分析
        2.2.8 苯丙氨酸類代謝
        2.2.9 茉莉酸代謝
        2.2.10 基于自組織映射網(wǎng)絡(luò)的基因聚類
    2.3 討論
        2.3.1 光合作用
        2.3.2 光呼吸
        2.3.3 抗性次生代謝產(chǎn)物
        2.3.4 植物-病原物互作
        2.3.5 茉莉酸信號(hào)途徑
第三章 基于WGCNA的水稻紋枯病抗感基因模塊識(shí)別及共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建分析
    3.1 試驗(yàn)材料與方法
        3.1.1 數(shù)據(jù)收集及處理
        3.1.2 基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與基因模塊劃分
        3.1.3 基因共表達(dá)模塊與表型和外界作用的關(guān)聯(lián)
        3.1.4 基于核心基因的基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建
        3.1.5 模塊內(nèi)基因功能注釋
    3.2 結(jié)果與分析
        3.2.1 樣品聚類
        3.2.2 基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建
        3.2.3 特青特異性模塊查找及分析
        3.2.4 萊蒙特特異性模塊查找及分析
        3.2.5 特青和萊蒙特樞紐基因表達(dá)網(wǎng)絡(luò)比較
        3.2.6 全局核心基因分析及抗性核心基因分析
    3.3 討論
第四章 水稻胞質(zhì)激酶OsRL CK5調(diào)節(jié)水稻的紋枯病抗性
    4.1 試驗(yàn)材料
    4.2 試驗(yàn)方法
        4.2.1 序列分析
        4.2.2 水稻葉片總DNA提取(CTAB法)
        4.2.3 總RNA提取
        4.2.4 質(zhì)粒小量提取方法
        4.2.5 OsRL CK5 PCR擴(kuò)增和載體構(gòu)建
        4.2.6 亞細(xì)胞定位
        4.2.7 酵母雙雜交技術(shù)
        4.2.8 酵母質(zhì)粒提取
        4.2.9 雙分子熒光互補(bǔ)技術(shù)
        4.2.10 cDNA合成和qRT-PCR
        4.2.11 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化及注射本生煙
        4.2.12 病原菌接菌及鑒定
        4.2.13 葉綠素含量測定
        4.2.14 抗性相關(guān)基因測定
        4.2.15 活性氧檢測
        4.2.16 相關(guān)防御酶測定
    4.3 結(jié)果與分析
        4.3.1 OsRL CK5基因表達(dá)分析
        4.3.2 OsRL CK5基因編碼蛋白質(zhì)生物信息學(xué)分析
        4.3.3 OsRL CK5蛋白質(zhì)的保守結(jié)構(gòu)域及同源性
        4.3.4 OsRL CK5基因亞細(xì)胞定位
        4.3.5 酵母雙雜交和BiFC驗(yàn)證
        4.3.6 OsRL CK5干涉降低了特青對(duì)紋枯病的抗性
        4.3.7 OsRL CK5過表達(dá)增強(qiáng)了萊蒙特對(duì)紋枯病的抗性
        4.3.8 接菌后葉綠素含量變化
        4.3.9 活性氧及相關(guān)防御酶基因表達(dá)
        4.3.10 抗性相關(guān)基因
        4.3.11 茉莉酸合成相關(guān)基因
    4.4 討論
第五章 OsBURP16對(duì)水稻紋枯病抗性的研究
    5.1 試驗(yàn)材料與方法
        5.1.1 試驗(yàn)材料及生長條件
        5.1.2 DNA提取
        5.1.3 葉片總RNA提取
        5.1.4 質(zhì)粒提取
        5.1.5 載體構(gòu)建和水稻遺傳轉(zhuǎn)化
        5.1.6 亞細(xì)胞定位
        5.1.7 酵母雙雜交及酵母質(zhì)粒提取
        5.1.8 qRT-PCR
        5.1.9 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化及注射本生煙
        5.1.10 病原菌接菌
        5.1.11 抗性相關(guān)基因檢測
        5.1.12 數(shù)據(jù)分析
    5.2 結(jié)果與分析
        5.2.1 接菌后OsBURP16基因表達(dá)特點(diǎn)
        5.2.2 OsBURP16亞細(xì)胞定位
        5.2.3 酵母雙雜交
        5.2.4 干涉降低了特青對(duì)紋枯病菌AG1 IA抗性
        5.2.5 過表達(dá)增強(qiáng)了萊蒙特對(duì)紋枯病菌AG1 IA抗性
        5.2.6 抗性相關(guān)基因測定
    5.3 討論
    5.4 研究存在的不足
參考文獻(xiàn)
附錄1
附錄2
附錄3
附錄4
附錄5
附錄6
附錄7
攻讀博士學(xué)位期間學(xué)術(shù)成果完成情況
致謝



本文編號(hào)：3832914