【摘要】：辣椒疫霉病是世界上普遍存在的土傳性土壤病害,其危害范圍極其廣泛,每年對全世界范圍內(nèi)的蔬菜生產(chǎn)造成極大的破壞和影響。全世界上有關(guān)辣椒疫霉病最早進行記載的是Leonian(1892),他在墨西哥發(fā)現(xiàn)了辣椒疫霉病,并確定了病原菌是Phytophthora capsici。關(guān)于辣椒疫霉病的防治,目前主要是化學(xué)農(nóng)藥防治,同時,也帶來了眾多農(nóng)藥殘留、植株抗藥性增強等一系列問題;另一方面,由于辣椒疫霉菌具有很強的變異能力,增加了抗病品種研發(fā)的難度�？傮w而言,辣椒疫霉病的防控是中國乃至全世界范圍內(nèi)的一個巨大難題,需要近一步深入研究。辣椒疫霉是植物病原卵菌中重要的病原菌,其存在大量的RxLR效應(yīng)因子,辣椒疫霉侵染植物宿主過程中會產(chǎn)生較多的RxLR效應(yīng)分子,對植物的抗病反應(yīng)造成破壞和影響。所以,研究辣椒疫霉RxLR效應(yīng)因子的功能和結(jié)構(gòu),對了解辣椒疫霉致病機理,控制疫霉病發(fā)展具有重要意義。本研究是以本實驗室采集、分離和保存的高致病性的辣椒疫霉SD33為實驗材料,結(jié)合相關(guān)的深入研究,對本實驗室辣椒疫霉菌株SD33中的RxLR效應(yīng)分子進行了如下研究:1.根據(jù)JGI辣椒疫霉菌基因組數(shù)據(jù)庫,對辣椒疫霉RxLR效應(yīng)分子基因進行篩選、克隆和生物信息學(xué)的分析。通過NCBI的序列對比,經(jīng)過功能的研究,確定篩選的效應(yīng)因子。2.提取辣椒疫霉SD33基因組DNA,克隆辣椒疫霉基因組的效應(yīng)因子,進行生物信息學(xué)預(yù)測及分析。將福建、江西等地的辣椒疫霉菌株(小種)與SD33篩選的RxLR23進行比對,選取RxLR3-1、RxLR6-2、RxLR8-2作為同源基因進行研究。3.將效應(yīng)因子RxLR84、RxLR23、RxLR3-1、RxLR6-2、RxLR8-2融合到pBIN-GFP2表達載體上,轉(zhuǎn)農(nóng)桿菌后,在本氏煙、辣椒上瞬時表達,觀察表型,發(fā)現(xiàn)RxLR84抑制Bax的壞死,用Western blot技術(shù)檢測其表達。分析這些效應(yīng)因子的亞細胞定位,結(jié)果發(fā)現(xiàn),RxLR84、RxLR23主要定位于細胞核和細胞質(zhì),RxLR3-1、RxLR6-2和RxLR8-2主要定位在細胞質(zhì)。4.將效應(yīng)因子RxLR23、RxLR3-1、RxLR6-2接種本氏煙,24h接種辣椒疫霉游動孢子,3d后觀察結(jié)果。RxLR23、RxLR6-2能促進辣椒疫霉游動孢子的侵染,RxLR3-1對辣椒疫霉游動孢子侵染有所抑制。5.核定位和核輸出信號對RxLR23功能的影響。將RxLR23分別加入核定位信號(NLS)和核輸出信號(NES),對其功能進行進一步研究,發(fā)現(xiàn)RxLR23NLS依舊引起辣椒壞死,RxLR23NES基本不引起辣椒壞死,RxLR23NLS、RxLR23NES接種本氏煙,24h后接辣椒疫霉游動孢子,發(fā)現(xiàn)RxLR23NLS抑制其侵染、RxLR23NES促進辣椒疫霉侵染。通過以上研究,我們發(fā)現(xiàn)不同的RxLR效應(yīng)因子具有多樣性功能,部分效應(yīng)因子在抑制INF1或Bax的壞死上起到一定作用,同源效應(yīng)基因在部分氨基酸的多態(tài)性位點下,基因功能上會有所差異,核輸出信號會導(dǎo)致RxLR23的功能改變,核輸出信號會導(dǎo)致RxLR23抑制辣椒疫霉侵染。經(jīng)過一系列的深入探討,我們發(fā)現(xiàn)RxLR23是具有毒性的效應(yīng)因子,能引起植物細胞的死亡,效應(yīng)因子的致病機理通常是植物體內(nèi)有與其互作的蛋白,篩選出相應(yīng)的互作蛋白,研究出效應(yīng)因子與互作蛋白的內(nèi)在關(guān)系,才能更加完整的解釋效應(yīng)因子的致病機理。
【圖文】：

現(xiàn)在的研究觀點認為植物免疫系統(tǒng)包括兩個層面，植物的免疫系統(tǒng)與病原菌的相互作用可以分為四個階段，總結(jié)為一個“之”字形的“zigzag”模式（圖 1-1）。圖1-1 卵菌-植物互作的“zigzag”模式（modified from Jones and Dangl, 2006）圖中所示的是由卵菌病原物相關(guān)分子模式（PAMPs）和其他激發(fā)子所引發(fā)的 PTI 免疫反應(yīng)和 PCD 壞死〔超過 PTI 臨界值的表示程序性細胞死亡（PCD），圖中虛線部分〕；卵菌的效應(yīng)因子觸發(fā)的敏感性（ETS）；寄主的抗性蛋白檢測到卵菌的效應(yīng)因子所觸發(fā)的免疫反應(yīng)（ETI）。Y 軸表示的是植物防衛(wèi)反應(yīng)的強弱程度；同時標注了 PCD 的臨界值。CELL，纖維素結(jié)合誘導(dǎo)凝集素；CRN，皺縮和壞死蛋白；NLP，Nep1類似蛋白； PRR，模式識別受體； R，抗性；SCR

圖1-2 RXLR 效應(yīng)蛋白進入寄主細胞的模式圖（圖片引自 William Morgan and Sophien Kamoun., 2007Fig.1-2 Ahypothetical model for RXLR effector secretion and delivery into host cell （adapted from William MSophien Kamoun., 2007）目前，在卵菌中一種新的病原相關(guān)模式被發(fā)現(xiàn)，揭示了病原菌攻擊寄主細胞致病機制-“誘餌模式”（Ma et al., 2017; Wirthmueller et al., 2013; Xiang et al., 200et al., 2004; Mackey et al., 2003），是在疫霉菌入侵植物的早期階段疫霉菌病原物基水解酶 XEG1入侵植物細胞壁，而植物則利用水解酶抑制子 GIP1抑制它的活性個進化的過程中，疫霉菌又獲得了 XEG1的失活的突變體 XLP1，XLP1與植物GIP1結(jié)合能力比 XEG1要高出5倍，進而以誘餌“DECOY”的方式對抑制子 GIP1擾，與糖基水解酶 XEG1一同攻擊植物的抗病性。由于糖基水解酶 XEG1在一些廣泛存在，所以，這為研發(fā)能誘導(dǎo)植物廣譜抗病性的生物農(nóng)藥提供了重要的理論1.5 研究的目的及意義
【學(xué)位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S432.44

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前7條

1 賈傳文;王海波;;辣椒疫病病原真菌拮抗菌的篩選及抑菌活性研究[J];河北農(nóng)業(yè)科學(xué);2011年01期

2 謝大森;趙芹;何曉明;彭慶務(wù);;瓜類疫病研究進展[J];熱帶作物學(xué)報;2010年03期

3 陸少峰;吳永官;黃思良;李立志;;冬瓜疫病防治研究進展[J];中國農(nóng)學(xué)通報;2007年11期

4 鄭玲;吳小芹;;植物病原真菌侵染結(jié)構(gòu)研究進展[J];南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2007年01期

5 劉任,盧兆金;哈茨木霉T2菌株對辣椒土傳真菌病害的控制作用[J];仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報;2003年01期

6 劉云龍,何永宏,張旭東;哈茨木霉對辣椒生長的影響[J];云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報;2002年04期

7 劉愛媛;;鏈霉素對幾種卵菌的抑制作用[J];植物保護學(xué)報;2001年03期

，

本文編號：2696893