本文選題：煙草赤星病　切入點：Beinhart　出處：《西南大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：煙草赤星病(Brown-spot)是一種由鏈格孢菌(Alternaria alternate)引起的世界性真菌病害,具有發(fā)病快,難治愈等特性,赤星病病原菌侵染煙草葉片后會破壞葉片完整性,改變?nèi)~片化學(xué)成分,嚴(yán)重影響煙草品質(zhì),從而造成巨大經(jīng)濟損失。使用化學(xué)藥物防治煙草赤星病不僅污染環(huán)境,還會損害煙葉品質(zhì)。目前來講,解決這一問題的關(guān)鍵在于培育高抗赤星病的煙草品種�？钩嘈遣〉臒煵莘N質(zhì)資源非常有限,充分發(fā)掘現(xiàn)有抗性資源進行優(yōu)質(zhì)煙草品種的抗性改良是煙草抗性育種的重要課題。然而煙草的病害抗性應(yīng)答是一個復(fù)雜的生理、病理過程,涉及多個遺傳因子和功能基因,利用現(xiàn)代生物技術(shù),從分子水平揭示煙草赤星病抗性應(yīng)答的作用機制對煙草抗性育種具有重要理論價值。目前植物激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑及其中關(guān)鍵調(diào)控因子和靶基因的調(diào)控表達研究已成為植物分子抗逆育種領(lǐng)域的熱點內(nèi)容。植物主要激素茉莉酸、乙烯和水楊酸在植物病害應(yīng)答中發(fā)揮重要作用,通過各信號途徑之間的相互拮抗或協(xié)同作用形成了復(fù)雜有序的植物激素調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。病害侵染會激活植物的激素合成,并誘導(dǎo)下游病程相關(guān)基因(pathogenesis-related genes,PR)等防衛(wèi)基因的表達,從而增強植物的病害抗性。植物激素激活病程相關(guān)蛋白的表達需要一系列調(diào)控蛋白參與,在激素信號傳導(dǎo)途徑中,上游的激酶及轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子等在病程相關(guān)蛋白的表達調(diào)控中起重要作用,是影響植物病害抗性的重要因素。K326是我國廣泛種植的一個高品質(zhì)煙草品種,比較分析其與抗赤星病材料Beinhart1000-1之間的分子差異,開發(fā)赤星病抗性標(biāo)記,并對K326進行品種抗性改良具有很好的應(yīng)用價值。本研究首先通過植物生理和分子生物學(xué)研究技術(shù),比較分析了高抗赤星病的煙草品種Beinhart 1000-1與赤星病敏感栽培種K326之間的病害抗性差異。Beinhart 1000-1在接種赤星病病原菌后,葉片出現(xiàn)局部壞死病斑,但病斑不發(fā)生擴散,表現(xiàn)出對赤星病良好抗性;但K326在接種赤星病病菌后,葉片很少發(fā)生壞死,通常病斑會持續(xù)擴散,直至整個葉片腐爛,表現(xiàn)出對赤星病的敏感性。進一步利用定量RT-PCR技術(shù),本研究著重分析了11個PR基因及3個轉(zhuǎn)錄因子家族(WRKY,bHLH和AP2/EREBP)的16個基因在Beinhart 1000-1和K326應(yīng)答赤星病病原菌和植物激素(茉莉酸和乙烯)處理過程中的表達差異,揭示了二者抗性差異的分子基礎(chǔ)。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn):1.Beinhart1 000-1和K326間PR基因及轉(zhuǎn)錄因子對赤星病病原菌的敏感性差異明顯通過對比分析接種赤星病病原菌后Beinhart 1000-1和K326中相關(guān)基因的相對表達量發(fā)現(xiàn),候選的11個PR基因中有9個在Beinhart 1000-1中表現(xiàn)出對赤星病病原菌更加強烈的敏感性,分別是PR1a,PRB-1b,PR3a,PRQ,PRR,PR4,PR5,PR3b和Gluc;16個分別屬于3個家族(AP2/EREBP,bHLH和WRKY)的候選轉(zhuǎn)錄因子中有13個,即ERF1,ERF2,ERF3b,ERF8,ERF32,ERF168,EREBP1,CEF1,XP1,TSi1,WRKY4,WRKY11和MYC2在Beinhart1000-1中表現(xiàn)出對赤星病病原菌更加強烈的敏感性。2.Beinhart1 000-1和K326間PR基因及轉(zhuǎn)錄因子對茉莉酸及乙烯的敏感性差異明顯通過對比分析茉莉酸處理后后Beinhart 1000-1和K326中相關(guān)基因的相對表達量發(fā)現(xiàn),PR基因中的PRB-1b,PR5,Gluc和PRR尤其在Beinhart 1000-1中表現(xiàn)出對茉莉酸更加強烈的敏感性;轉(zhuǎn)錄因子中的ERF8,TSi1,XP1,WRKY11和MYC2在Beinhart 1000-1中表現(xiàn)出對茉莉酸更加強烈的敏感性。同時通過對比分析乙烯處理后Beinhart 1000-1和K326中相關(guān)基因的相對表達量,發(fā)現(xiàn)PR基因中的PRB-1b,PR5,Gluc和PR3b在Beinhart 1000-1中表現(xiàn)出對乙烯更加強烈的敏感性;轉(zhuǎn)錄因子中的ERF8,ERF168和WRKY11在Beinhart 1000-1中的表現(xiàn)出對乙烯的更加強烈敏感性。研究還發(fā)現(xiàn),茉莉酸,乙烯和病原菌能夠同時強烈誘導(dǎo)Beinhart 1000-1中的PR5,Gluc和PRB-1b及上游轉(zhuǎn)錄因子基因WRKY11和ERF8的表達,但不能以同樣的效果誘導(dǎo)相關(guān)基因在K326中的表達,揭示煙草的赤星病抗病調(diào)控途徑可能為:煙草在受到赤星病病原菌侵害后,啟動茉莉酸和乙烯的合成途徑,從而激活茉莉酸和乙烯信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,進一步由相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子WRKY11/ERF8調(diào)控激發(fā)下游關(guān)鍵靶基因PR5/Gluc/PRB-1b的表達從而使機體產(chǎn)生對赤星病的抗性。另外作為茉莉酸信號途徑中的關(guān)鍵性轉(zhuǎn)錄因子,MYC2在煙草中受到赤星病病原菌和茉莉酸的誘導(dǎo),并且其在Beinhart 1000-1中的絕對表達量遠(yuǎn)超過其在K326中的表達水平,表明茉莉酸信號途徑可能在Beinhart 1000-1對抗赤星病的免疫應(yīng)答反應(yīng)中起主導(dǎo)作用。進一步的種子萌發(fā)及幼苗生長發(fā)育試驗也證明,Beinhart 1000-1對茉莉酸具有強烈的敏感性。茉莉酸能夠強烈抑制Beinhart 1000-1種子萌發(fā),抑制其幼苗葉片和根的生長發(fā)育,而且感病材料K326對茉莉酸的敏感性遠(yuǎn)低于抗病材料Beinhart 1000-1。上述研究結(jié)果表明茉莉酸信號途徑在煙草的赤星病抗性調(diào)控中發(fā)揮重要作用。
[Abstract]:Tobacco brown spot is a kind of world fungus disease caused by alternata , which has the characteristics of fast onset and difficult cure . In Beinhart 1000 - 1 , the sensitivities of PR1a , PRB - 1b , PR3a , PRQ , PRR , PR4 , ERF3b , ERF8 , ERF32 , ERF168 , WRKY4 , WRKY11 and MYC2 showed stronger sensitivity to ethylene in Beinhart 1000 - 1 . The results showed that the expression of PR5 , Gluc and PRB - 1b and upstream transcription factor genes WRKY11 and ERF8 in Beinhart 1000 - 1 were strongly induced by the expression of ERF8 , ERF168 and WRKY11 in Beinhart 1000 - 1 . In addition , as a key transcription factor in the signal pathway of jasmonic acid , MYC2 has been induced by brown star disease pathogen and jasmonic acid in tobacco , and its absolute expression in Beinhart 1000 - 1 is much higher than that of Beinhart 1000 - 1 .

【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S435.72

【參考文獻】

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本文編號：1671222