水稻是我國主要的糧食作物,其種植面積約占全國耕地面積的1/4,年產(chǎn)量約占全國糧食總產(chǎn)量的一半。然而,水稻病害一直嚴重影響著水稻的生產(chǎn),同時還影響稻米的品質(zhì)和商品價值。稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)引起的水稻稻瘟病(rice blast)是水稻上一種毀滅性的真菌病害,也是威脅世界糧食安全的主要病害,每年造成的糧食損失能夠養(yǎng)活超過六千萬人口。目前對于稻瘟病的防治主要采用選育抗病豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)良種為中心,科學栽培措施和化學保護為輔的綜合治理措施。但是,由于稻瘟病菌在大田中易發(fā)生變異,抗病品種在種植3～5年后就降低或徹底喪失抗性,且化學防治所使用的藥劑較為單一,主要為三環(huán)唑類藥物。因此,進一步探索稻瘟病菌致病的分子機制有助于開發(fā)新的殺菌劑靶標,以更好的控制稻瘟病的危害。本論文主要對稻瘟病菌胞內(nèi)信號傳導途徑的相關蛋白在稻瘟病菌生長發(fā)育以及致病過程中的功能和各信號通路之間的協(xié)調(diào)互作進行系統(tǒng)研究。細胞壁是絲狀真菌抵御外界脅迫的第一道屏障,也參與細胞與外界的信號傳導和物質(zhì)交換,對維持細胞形態(tài)具有重要作用。前期工作中發(fā)現(xiàn)在稻瘟病菌中,一個高親和性的磷酸二酯酶MoPdeH不僅參與胞內(nèi)cAMP信...

【文章頁數(shù)】：211 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
縮略語匯總
上篇 文獻綜述
    第一章 稻瘟病菌致病相關基因的研究進展
        1 稻瘟病菌的生活史及侵染循環(huán)
        2 稻瘟病菌侵染的第一階段:寄主表面識別與附著胞形成
            2.1 稻瘟病菌與寄主植物的接觸與識別
            2.2 通過環(huán)腺苷酸(Cyclic AMP,cAMP)和MAPK信號途徑將環(huán)境信號轉(zhuǎn)導到胞內(nèi)
            2.3 附著胞形成過程中的細胞周期調(diào)控
        3 稻瘟病菌侵染的第二階段:侵染菌絲在寄主植物葉片內(nèi)的擴展
            3.1 侵染菌絲的生長
            3.2 效應分子的定位:細胞質(zhì)效應分子VS質(zhì)外體效應分子
            3.3 稻瘟病菌活體營養(yǎng)階段的分泌機制
            3.4 模擬激素調(diào)節(jié)植物的新陳代謝
        4 總結與展望
        參考文獻
    第二章 細胞自噬及其核心調(diào)控組分的研究進展
        1 PAS的鑒定
        2 自噬起始復合體
        3 磷脂酰肌醇激酶{phosphatidylinositol (PtdIns) 3-kinase complex}復合體
        4 兩個類泛素化偶聯(lián)系統(tǒng)
            4.1 Atg8偶聯(lián)系統(tǒng)
            4.2 Atg12偶聯(lián)系統(tǒng)
        5 細胞自噬在稻瘟病菌中的研究進展
            5.1 氮素營養(yǎng)及TOR途徑
            5.2 Atg1激酶復合體
            5.3 類泛素化系統(tǒng)
            5.4 Atg9循環(huán)系統(tǒng)
            5.5 PtdIns3K復合體Ⅰ
            5.6 SNAREs和HOPs
        6 展望
        參考文獻
下篇 研究內(nèi)容
    第一章 細胞壁完整性通路蛋白激酶MoMkk1在稻瘟病菌生長發(fā)育過程中的功能分析
        1 材料與方法
            1.1 供試菌株和培養(yǎng)條件
            1.2 MoPdeH互作蛋白的鑒定
            1.3 酵母雙雜交
            1.4 GST-pull down
            1.5 雙分子熒光互補(BiFC)
            1.6 蛋白磷酸化檢測實驗
            1.7 MoMKK1的敲除與互補
            1.8 MoMKK1突變體生長速率及產(chǎn)孢能力測定
            1.9 MoMKK1敲除突變體侵染及致病力測定
            1.10 DNA、RNA的提取和cDNA的合成
            1.11 胞內(nèi)cAMP含量測定和液相色譜(HPLC,high-performance liquidchromatography)分析
            1.12 CFW (Calcofluor white)染色
            1.13 幾丁質(zhì)含量測定
        2 結果與分析
            2.1 MoPdeH與蛋白激酶MoMck1相互作用
            2.2 MoPdeH調(diào)控MoMCK1的表達量控制侵染和致病力
            2.3 細胞壁完整性通路(CWI pathway)調(diào)節(jié)胞內(nèi)的cAMP水平
            2.4 MoMkk1是細胞壁完整性相關的MAPK通路的重要組分
            2.5 MoMkk1調(diào)控稻瘟病菌氣生菌絲的形態(tài)建成和無性繁殖
            2.6 MoMkk1調(diào)控稻瘟病菌的侵染及致病力
            2.7 MoMkk1調(diào)控稻瘟病菌的細胞壁完整性
            2.8 MoMkk1參與病菌對滲透壓脅迫的應答
            2.9 細胞壁完整性通路(Mps1-MAPK)與滲透壓脅迫通路(Hog1-MAPK)存在交叉對話關系
            2.10 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脅迫可以激活細胞壁完整性通路
            2.11 細胞壁完整性缺失影響未折疊蛋白反應途徑(UPR)的應答
        3 討論
        參考文獻
    第二章 蛋白激酶MoMck1介導的細胞壁完整性通路協(xié)調(diào)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脅迫、細胞自噬調(diào)控稻瘟病菌發(fā)育和致病力
        1 材料與方法
            1.1 供試菌株和培養(yǎng)條件
            1.2 MoMkk1互作蛋白的鑒定
            1.3 稻瘟病菌DNA、RNA的提取和cDNA的合成
            1.4 致病性及侵染能力測定
            1.5 酵母雙雜交
            1.6 GST-pull down
            1.7 雙分子熒光互補(BiFC)
            1.8 蛋白磷酸化檢測實驗
            1.9 生長速率及產(chǎn)孢能力測定
            1.10 細胞自噬水平檢測
        2 結果與分析
            2.1 細胞壁完整性通路(CWI pathway)中間組分MoMkk1互作蛋白的鑒定
            2.2 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)壓力(DTT)可以激活稻瘟病菌的細胞自噬
            2.3 CWI通路參與調(diào)控細胞自噬過程
            2.4 CWI通路互作的細胞自噬相關(autophagy-related,ATG)蛋白篩選
            2.5 Atg1激酶復合體與MoMkk1相互作用
            2.6 過表達MoAtg1激酶復合體的組分(除MoAtg13外)可以完全回補ΔMomck1突變體的缺陷
            2.7 過表達MoAtg1復合體組分可以增強稻瘟病菌野生型Guy11在K23水稻上的致病力
        3 討論
        參考文獻
    第三章 MoRgs7互作蛋白MoMip11作為支架蛋白調(diào)控稻瘟病菌的cAMP途徑及致病力
        1 材料與方法
            1.1 供試菌株及培養(yǎng)條件
            1.2 DNA、RNA的提取和cDNA的合成
            1.3 基因敲除及回補實驗
            1.4 MoRgs7-RFP和MoMagA-RFP在附著胞形成階段的定位觀察
            1.5 致病性及侵染能力測定
            1.6 附著胞形成及膨壓測定
            1.7 胞內(nèi)cAMP測定
            1.8 MoPdeH磷酸二酯酶活性的體外測定
            1.9 酵母雙雜交及GST-pull down
        2 結果與分析
            2.1 MoRgs7在附著胞形成初期高量表達并且定位在晚期內(nèi)含體中
            2.3 MoRgs7與RACK1同源蛋白MoMip11相互作用
            2.4 MoMip11調(diào)控稻瘟病菌的生長、無性繁殖與有性生殖
            2.5 MoMip11調(diào)控稻瘟病菌的侵染和致病力
            2.6 MoMip11調(diào)控稻瘟病菌附著胞膨壓的形成
            2.7 MoMip11調(diào)控胞內(nèi)的cAMP水平
            2.8 MoMip11與Gα互作但與激活態(tài)的α MoMagA^G187S并不互作
            2.9 MoMip11促進MoMagA的激活
            2.10 MoMip11干擾MoRgs7-MoMagA^G187S之間的互作
            2.11 MoMip11與MoPdeH相互作用并抑制其磷酸二酯酶的活性
            2.12 MoMip11可以部分回補G蛋白α亞基(Gα)在附著胞形成方面的功能
            2.13 MoMip11參與調(diào)控稻瘟病菌對環(huán)境脅迫的應答
        3 討論
        參考文獻
全文總結及創(chuàng)新點
附錄1 組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶MoHatl核質(zhì)穿梭調(diào)控稻瘟病菌細胞自噬和致病力的機制研究
    1 材料與方法
        1.1 供試菌株和培養(yǎng)條件
        1.2 稻瘟病菌DNA、RNA的提取和cDNA的合成
        1.3 致病性及侵染能力測定
        1.4 附著胞形成及膨壓測定
        1.5 附著胞形成階段糖原和脂質(zhì)染色
        1.6 稻瘟病菌總蛋白提取與GFP蛋白純化
        1.7 Phos-tag實驗檢測MoHat1磷酸化
    2 結果與分析
        2.1 MoHat1與分子伴侶MoSsb1相互作用
        2.2 MoSsb1幫助MoHat1從細胞核轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)中
        2.3 MoHat1磷酸化水平會影響其定位
        2.4 MoHat1的磷酸化干擾MoHat1-MoSsb1之間的互作
        2.5 MoHat1被糖原合成激酶MoGsk1磷酸化
        2.6 MoHat1的磷酸化對病菌的細胞自噬十分重要
        2.7 MoHat1的磷酸化是稻瘟病菌的功能性附著胞形成和致病力必需的
    3 討論
    參考文獻
附錄2
附表1
附表2
附表3
讀博士學位期間發(fā)表的研究論文
致謝



本文編號：3869792