小麥條銹病是一種氣傳性的低溫真菌病害,嚴(yán)重威脅小麥的生長(zhǎng)。小麥條銹病有寄生嚴(yán)格、變異性高、流行廣布、氣流傳播和孢子繁殖速度快等特點(diǎn),所以條銹病極易流行爆發(fā),使小麥顆粒無(wú)收。通常使用小麥抗病品種是防治小麥條銹病最有效并且環(huán)保的措施。然而,由于條銹菌毒性變異頻繁,新的毒性小種不斷出現(xiàn),使小麥品種抗銹性極易失效而失去其利用價(jià)值,感病基因的研究為育種新的抗病品種提供了新思路。本研究的結(jié)果如下:1、本研究從小麥-條銹菌親和互作的cDNA文庫(kù)中獲得差異表達(dá)序列,結(jié)合熒光定量PCR的實(shí)驗(yàn)結(jié)果篩選到小麥重金屬相關(guān)的異戊烯化蛋白TaHIPP1基因候選EST序列,以小麥“水源11”為模板,通過(guò)RT-PCR克隆得到基因,該基因全長(zhǎng)736 bp,包含468bp的開(kāi)放閱讀框,編碼一條由155個(gè)氨基酸組成的肽鏈。通過(guò)氨基酸序列分析得知,TaHIPP1基因N-端含有一個(gè)核定位信號(hào)(NLS),中部有一個(gè)重金屬結(jié)合結(jié)構(gòu)域(HMA),C-端含有一個(gè)法尼基轉(zhuǎn)移酶識(shí)別基序(CaaX)。利用小麥原生質(zhì)體對(duì)TaHIPP1進(jìn)行亞細(xì)胞定位,發(fā)現(xiàn)其在核質(zhì)中都有分布。通過(guò)酵母系統(tǒng)過(guò)表達(dá)TaHIPP1基因,表明細(xì)胞生長(zhǎng)速率在高鹽和重金屬脅迫下顯著上升。2、利用qRT-PCR技術(shù),分析TaHIPP1基因在生物和非生物脅迫下的表達(dá)特征,發(fā)現(xiàn)在小麥與CYR31的親和互作體系中該基因上調(diào)表達(dá)明顯,小麥與CYR23的非親和體系中表達(dá)不明顯。在非生物脅迫中,外源激素ABA和傷害脅迫下該基因表達(dá)上調(diào)。3、利用VIGS技術(shù)研究在小麥-條銹菌互作體系中TaHIPP1基因的功能,發(fā)現(xiàn)沉默掉TaHIPP1后植株抗病性增強(qiáng),推測(cè)其可能是一個(gè)感病基因。4、利用酵母雙雜技術(shù)篩選并驗(yàn)證TaHIPP1與小麥電壓依賴(lài)陰離子通道蛋白(Voltage-dependent anion channel)TaVDAC1互作。綜合上述結(jié)果,TaHIPP1可能是一個(gè)感病基因,并在植物防御反應(yīng)中發(fā)揮著重要作用。
【學(xué)位單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：S435.12
【部分圖文】：

活史的完成是由有性階段和無(wú)性階段相繼發(fā)展形成的，涉及到兩種不同科屬的植物，無(wú)性階段產(chǎn)生的夏孢子反復(fù)侵染危害麥類(lèi)作物，而有性過(guò)程則發(fā)生在轉(zhuǎn)主寄主小檗上。小麥銹菌年生活史有5個(gè)孢子階段（圖1-1）：性孢子階段（Pycniospore），銹孢子階段（Aeciospore），夏孢子階段（Urediospore），冬孢子階段（Teliospore）和擔(dān)孢子階段（Basidiospore）。其中，性孢子和銹孢子屬于有性階段，而夏孢子、冬孢子和擔(dān)孢子等是無(wú)性階段。小麥條銹菌是以夏孢子世代在小麥上完成侵染循環(huán)，而夏孢子在高于36℃的溫度下經(jīng)48 h便不能存活，因此小麥條銹菌只能在溫度較低的環(huán)境下生長(zhǎng)發(fā)育。夏孢子的萌發(fā)對(duì)光照的要求不高，但需要飽和的濕度或葉面上有水滴（曾士邁 1988）。條銹菌的侵染過(guò)程先由侵入期開(kāi)始

的各種原理及調(diào)節(jié)控制方式進(jìn)行了研究，并在很多方面取得了巨大的進(jìn)展。在對(duì)植物免疫系統(tǒng)的研究中， “zigzag” 模型被Jones和Dangl提出，并于2006年發(fā)表于Nature(Jones and Dangl 2006)（圖1-2）。該理論指出，病原菌入侵寄主植物時(shí)，寄主植物的防御反應(yīng)通常包括兩種形式，分別是跨膜受體介導(dǎo)引發(fā)的免疫反應(yīng)（PAMP triggeredimmune reponse, PTI）和效應(yīng)蛋白誘導(dǎo)的免疫反應(yīng)（effector triggered immunity, ETI）（Jones and Dangl 2006；Thomma et al. 2011）。在自然條件下，病原入侵寄主植物時(shí)，首先會(huì)遇到細(xì)胞壁、蠟狀角質(zhì)層和植物抗毒素等植物自身天然屏障的抵御，該抵御旨在物化層面上阻礙潛在病原菌的生長(zhǎng)和擴(kuò)張(Ingle et al. 2006)。這道屏障被突破后，細(xì)胞表面跨膜受體蛋白PRRs便開(kāi)始發(fā)揮作用，它能夠精確檢測(cè)到病原菌表面或分泌出的不同于植物本身的物質(zhì)，即病原相關(guān)分子模式（pathogen associated molecular patterns

圖 2-2 TaHIPP1 片段擴(kuò)增 2-2 Electrophoresis of TaHIPP1 fragment分析因具有 468 bp 開(kāi)放閱讀框，編碼 155P1 基因無(wú)信號(hào)肽存在（圖 2-3）；使用F 區(qū)序列與 BLASTX 序列比對(duì)，發(fā)現(xiàn)其構(gòu)域（HMA）（圖 2-4，圖 2-5）。利用 D域（HMA）的蛋白進(jìn)行比對(duì)，結(jié)果發(fā)S），中間部位含有一個(gè)重金屬結(jié)合結(jié)構(gòu)（CaaX）（圖 2-6）。
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前9條

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1 成玉林;小麥條銹菌致病相關(guān)基因鑒定及其功能研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

本文編號(hào)：2867139