本文選題：人工miRNA + 植物與病原互作　； 參考：《華中農(nóng)業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：植物內(nèi)源sRNA(small RNA,小RNA)在調(diào)控基因表達(dá)過程中起重要作用,它們可以通過激活或抑制特定基因的表達(dá),從而影響植物的多個生物學(xué)過程。其中,sRNA在植物病原菌互作中的調(diào)控機(jī)制引起人們極大的關(guān)注。在植物與病原長期互作過程中,植物進(jìn)化出兩個基礎(chǔ)免疫系統(tǒng):病原相關(guān)分子模式(PAMP)激發(fā)的免疫反應(yīng)(PTI)和效應(yīng)蛋白(effector protein)激發(fā)的免疫反應(yīng)(ETI)。病原的effector具有進(jìn)化快、多樣性強(qiáng)的特點(diǎn),植物在進(jìn)化過程中積累了大量R基因以應(yīng)對不同病原微生物的挑戰(zhàn)。由于植物內(nèi)源的R(Resistence)基因受到嚴(yán)格的控制,所以在轉(zhuǎn)基因植物中過量表達(dá)R基因往往會導(dǎo)致植株發(fā)育異常。小分子RNA是植物整個生命過程中重要的調(diào)控因子,在轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后或翻譯水平上通過與靶基因序列互補(bǔ)配對的方式調(diào)控基因表達(dá),在病原微生物入侵植物過程中有重要的基因表達(dá)調(diào)控作用。因此我們想通過構(gòu)建以R基因?yàn)榘谢虻娜斯iRNA來降低R基因的表達(dá)量,當(dāng)病原入侵植物時,病原微生物一方面會全面降低sRNA的表達(dá)水平,另一方面,病原體會利用植物的RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合體來促進(jìn)自身對植株的侵染,破壞植物體內(nèi)的sRNA調(diào)控機(jī)制,此時R基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA得以翻譯,R基因高豐度表達(dá),以此達(dá)到抗病的目的。本研究以擬南芥和煙草作為研究材料,以抗煙草花葉病毒的N基因以及抗丁香假單胞桿菌的RPS4基因?yàn)檠芯繉ο?試圖利用小分子RNA介導(dǎo)的基因沉默,來實(shí)現(xiàn)兩個物種之間抗病基因的利用。主要研究結(jié)果如下:1.構(gòu)建好ami R6019的表達(dá)載體,并成功轉(zhuǎn)入哥倫比亞型擬南芥中,獲得不同程度表達(dá)amiR6019的轉(zhuǎn)基因擬南芥;在此基礎(chǔ)上,成功轉(zhuǎn)入煙草N基因,獲得生長正常的轉(zhuǎn)基因擬南芥。此結(jié)果提供一種抗病研究的新方法:利用R silencer促進(jìn)物種間R基因的資源利用。2.設(shè)計(jì)并構(gòu)建好四個靶定RPS4的artificial microRNA表達(dá)載體,并獲得四種轉(zhuǎn)基因煙草;構(gòu)建了RPS4、RRS1、avrRPS4的表達(dá)載體并做瞬時表達(dá)驗(yàn)證;摸索了丁香假單胞桿菌番茄植病變種DC3000(Pseudomonas syringae pv.tomato DC3000)侵染栽培煙草SR1的最適濃度,這些結(jié)果為之后在煙草中研究RPS4與丁香假單胞桿菌的互作奠定了基礎(chǔ)。
[Abstract]:Endogenous sRNA(small RNAs (small RNAs) play an important role in the regulation of gene expression. They can affect many biological processes by activating or inhibiting the expression of specific genes. The regulation mechanism of siRNA in the interaction of plant pathogens has attracted much attention. During the long-term interaction between plant and pathogen, plants evolved two basic immune systems: the immune response induced by PAMP-induced immune response (PTI) and the immune response induced by effector protein (ETI). Pathogen effector has the characteristics of rapid evolution and strong diversity. During the evolution process, plants accumulated a large number of R genes to meet the challenge of different pathogenic microorganisms. Due to the strict control of endogenous R resistance genes in plants, overexpression of R genes in transgenic plants often leads to abnormal plant development. Small molecule RNA is an important regulatory factor throughout plant life. It regulates gene expression through complementary pairing with target gene sequences at transcription, post-transcriptional or translation levels. It plays an important role in the regulation of gene expression during the invasion of plants by pathogenic microorganisms. Therefore, we want to reduce the expression of R gene by constructing artificial miRNA with R gene as target gene. When the pathogen invades the plant, the pathogenic microorganism will reduce the expression level of sRNA on the one hand, and on the other hand, The pathogen uses plant RNA induced silencing complex to promote its own infection on plants and destroy the sRNA regulation mechanism in the plant. The mRNA transcribed by R gene can translate the high abundance expression of R gene in order to achieve the purpose of disease resistance. In this study, Arabidopsis thaliana and tobacco were used as the research materials. The N gene of tobacco mosaic virus and the RPS4 gene of Pseudomonas euxomonas were used to study the gene silencing mediated by small molecule RNA. To realize the use of disease resistance genes between two species. The main results are as follows: 1. The expression vector of ami R6019 was constructed and successfully transferred into Colombian type Arabidopsis thaliana to obtain transgenic Arabidopsis thaliana expressing amiR6019 to varying degrees, and on this basis, transgenic Arabidopsis thaliana with normal growth was successfully transformed into tobacco N gene. This result provides a new method for disease resistance research: using R silencer to promote the resource utilization of R gene between species. 2. Four artificial microRNA expression vectors targeting RPS4 were designed and constructed, and four kinds of transgenic tobacco were obtained. The optimal concentration of SR1 infected by DC3000(Pseudomonas syringae pv.tomato DC3000was studied. These results laid a foundation for the study of the interaction between RPS4 and Pseudomonas clovianum in tobacco.
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S432.2

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本文編號：1785906