玉米北方炭疽病菌(Kabatiella zeae)靶基因敲除體系建立及聚酮合酶基因KzPKS18功能初步研究
發(fā)布時間:2023-01-08 13:16
玉米北方炭疽病又稱為玉米眼斑病,是由玉蜀黍球梗孢(Kabatiella zeae Narita et Hiratsuka)侵染引起的玉米葉部病害。近年來由于品種更替和栽培措施等條件的變化使玉米北方炭疽病的發(fā)生呈現(xiàn)上升趨勢,常年造成減產(chǎn)5-10%。目前國內(nèi)外對該病害的研究重點主要集中在病原菌分離、鑒定及生物學特性、病害發(fā)生規(guī)律和防治技術(shù)等方面,雖有學者利用農(nóng)桿菌介導技術(shù)(ATMT)建立了玉米北方炭疽病菌突變體庫,但研究該病菌致病機理的遺傳轉(zhuǎn)化方法以及致病相關(guān)基因功能的研究尚未見報道。聚酮合酶基因PKS18是黑色素合成的關(guān)鍵基因,已證明PKS18與玉米小斑病菌(Cochliobolus heterostrophus)、玉米彎孢葉斑病菌(Curvularia lunata)等多種玉米葉部病害的病原菌致病性關(guān)系密切。本文以克隆獲得的KzPKS18基因為研究對象,利用生物信息學軟件預(yù)測分析該基因編碼的蛋白理化性質(zhì)及功能。建立并優(yōu)化了玉米北方炭疽病菌靶基因敲除體系;在此基礎(chǔ)上研究了KzPKS18的生物學特性、抗脅迫能力及對致病力的影響,為進一步研究KzPKS18基因的功能奠定了基礎(chǔ)。取得的主要研究...
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
前言
第一章 玉米北方炭疽病與基因編輯技術(shù)研究進展
1.1 玉米北方炭疽病研究概述
1.1.1 發(fā)生概述
1.1.2 分布
1.1.3 病害癥狀
1.1.4 危害
1.1.5 病原
1.1.6 發(fā)生規(guī)律
1.1.7 綜合防治
1.2 基因編輯研究進展
1.2.1 基因編輯原理
1.2.2 基因編輯技術(shù)種類
1.3 絲狀真菌聚酮合酶(Polyketide synthase PKS)基因研究進展
1.3.1 絲狀真菌聚酮合酶的作用
1.3.2 絲狀真菌聚酮合酶的分類
1.3.3 絲狀真菌聚酮合酶基因獲得方法
1.3.4 絲狀真菌聚酮合酶基因的功能驗證
1.3.5 絲狀真菌聚酮合酶基因參與黑色素合成的過程
1.4 本研究的目的與意義
第二章 玉米北方炭疽病菌PKS18 基因克隆與生物信息學分析
2.1 材料與方法
2.1.1 材料
2.1.2 方法
2.2 結(jié)果與分析
2.2.1 KzPKS18 基因序列的獲得
2.2.2 開放閱讀框分析
2.2.3 蛋白的理化性質(zhì)分析
2.2.4 蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)分析
2.2.5 蛋白的跨膜區(qū)和信號肽分析
2.2.6 亞細胞定位預(yù)測
2.2.7 蛋白功能結(jié)構(gòu)域分析
2.2.8 KzPKS18 蛋白的三維結(jié)構(gòu)圖
2.2.9 KzPKS18 的系統(tǒng)進化性分析
2.3 小結(jié)
第三章 玉米北方炭疽病菌ATMT靶基因敲除體系的建立
第一節(jié) 玉米北方炭疽病菌PKS18 基因敲除載體構(gòu)建
3.1 材料與方法
3.1.1 材料
3.1.2 方法
3.2 結(jié)果與分析
3.2.1 KzPKS18 基因5'端與3'端側(cè)翼序列的擴增
3.2.2 KzPKS18 基因片段與載體的連接與驗證
3.2.3 KzPKS18 基因敲除載體農(nóng)桿菌驗證
3.3 小結(jié)
第二節(jié) 玉米北方炭疽病ATMT靶基因敲除體系的建立
3.1 材料與方法
3.1.1 材料
3.1.2 方法
3.2 結(jié)果與分析
3.2.1 農(nóng)桿菌介導的玉米北方炭疽菌遺傳轉(zhuǎn)化
3.2.2 不同濃度的分生孢子懸浮液對轉(zhuǎn)化效率的影響
3.2.3 農(nóng)桿菌與分生孢子混合比例對轉(zhuǎn)化效率的影響
3.2.4 不同濃度的農(nóng)桿菌菌懸液對轉(zhuǎn)化效率的影響
3.2.5 不同誘導時間對轉(zhuǎn)化效率的影響
3.2.6 不同共培養(yǎng)時間對轉(zhuǎn)化效率的影響
3.2.7 轉(zhuǎn)化子驗證
3.3 小結(jié)
第四章 KzPKS18 基因?qū)τ衩妆狈教烤也【L發(fā)育及致病力的影響
4.1 材料與方法
4.1.1 菌株
4.1.2 供試培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件
4.1.3 緩沖液及試劑
4.1.4 方法
4.2 結(jié)果與分析
4.2.1 菌落形態(tài)觀察及生長速率測定
4.2.2 產(chǎn)孢量測定
4.2.3 萌發(fā)率測定
4.2.4 附著胞形成率測定
4.2.5 細胞壁完整性試驗
4.2.6 滲透脅迫試驗
4.2.7 抗氧化脅迫試驗
4.2.8 致病力檢測
4.3 小結(jié)
第五章 結(jié)論與討論
5.1 結(jié)論
5.2 討論
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基因編輯技術(shù):進展與挑戰(zhàn)[J]. 盧俊南,褚鑫,潘燕平,陳映羲,溫欒,戴俊彪. 中國科學院院刊. 2018(11)
[2]六種重要玉米病害病原名稱的厘定[J]. 王曉鳴. 中國農(nóng)業(yè)科學. 2018(18)
[3]基因編輯技術(shù)及其應(yīng)用的研究進展[J]. 李想,崔文濤,李奎. 中國畜牧獸醫(yī). 2017(08)
[4]玉米北方炭疽病病原鑒定及不同條件對其生長的影響[J]. 孟玲敏,蘇前富,賈嬌,張偉,李紅,晉齊鳴. 玉米科學. 2016(04)
[5]真菌聚酮合酶基因研究進展[J]. 孫書荃,董章勇,張云霞,向梅梅. 仲愷農(nóng)業(yè)工程學院學報. 2015(04)
[6]遼寧省玉米北方炭疽病菌的分離鑒定及生物學特性[J]. 孫佳瑩,肖淑芹,路媛媛,涂廣平,薛春生,陳捷. 植物保護學報. 2015(06)
[7]淺談玉米北方炭疽病[J]. 張崎峰. 中國西部科技. 2014(01)
[8]基因編輯新技術(shù)研究進展[J]. 劉蓓,尉瑋,王麗華. 亞熱帶農(nóng)業(yè)研究. 2013(04)
[9]玉米北方炭疽病綜合防治技術(shù)[J]. 岳維峰. 現(xiàn)代農(nóng)村科技. 2012(14)
[10]植物病原真菌黑色素與致病性關(guān)系的研究進展[J]. 曹志艷,楊勝勇,董金皋. 微生物學通報. 2006(01)
本文編號:3728543
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
前言
第一章 玉米北方炭疽病與基因編輯技術(shù)研究進展
1.1 玉米北方炭疽病研究概述
1.1.1 發(fā)生概述
1.1.2 分布
1.1.3 病害癥狀
1.1.4 危害
1.1.5 病原
1.1.6 發(fā)生規(guī)律
1.1.7 綜合防治
1.2 基因編輯研究進展
1.2.1 基因編輯原理
1.2.2 基因編輯技術(shù)種類
1.3 絲狀真菌聚酮合酶(Polyketide synthase PKS)基因研究進展
1.3.1 絲狀真菌聚酮合酶的作用
1.3.2 絲狀真菌聚酮合酶的分類
1.3.3 絲狀真菌聚酮合酶基因獲得方法
1.3.4 絲狀真菌聚酮合酶基因的功能驗證
1.3.5 絲狀真菌聚酮合酶基因參與黑色素合成的過程
1.4 本研究的目的與意義
第二章 玉米北方炭疽病菌PKS18 基因克隆與生物信息學分析
2.1 材料與方法
2.1.1 材料
2.1.2 方法
2.2 結(jié)果與分析
2.2.1 KzPKS18 基因序列的獲得
2.2.2 開放閱讀框分析
2.2.3 蛋白的理化性質(zhì)分析
2.2.4 蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)分析
2.2.5 蛋白的跨膜區(qū)和信號肽分析
2.2.6 亞細胞定位預(yù)測
2.2.7 蛋白功能結(jié)構(gòu)域分析
2.2.8 KzPKS18 蛋白的三維結(jié)構(gòu)圖
2.2.9 KzPKS18 的系統(tǒng)進化性分析
2.3 小結(jié)
第三章 玉米北方炭疽病菌ATMT靶基因敲除體系的建立
第一節(jié) 玉米北方炭疽病菌PKS18 基因敲除載體構(gòu)建
3.1 材料與方法
3.1.1 材料
3.1.2 方法
3.2 結(jié)果與分析
3.2.1 KzPKS18 基因5'端與3'端側(cè)翼序列的擴增
3.2.2 KzPKS18 基因片段與載體的連接與驗證
3.2.3 KzPKS18 基因敲除載體農(nóng)桿菌驗證
3.3 小結(jié)
第二節(jié) 玉米北方炭疽病ATMT靶基因敲除體系的建立
3.1 材料與方法
3.1.1 材料
3.1.2 方法
3.2 結(jié)果與分析
3.2.1 農(nóng)桿菌介導的玉米北方炭疽菌遺傳轉(zhuǎn)化
3.2.2 不同濃度的分生孢子懸浮液對轉(zhuǎn)化效率的影響
3.2.3 農(nóng)桿菌與分生孢子混合比例對轉(zhuǎn)化效率的影響
3.2.4 不同濃度的農(nóng)桿菌菌懸液對轉(zhuǎn)化效率的影響
3.2.5 不同誘導時間對轉(zhuǎn)化效率的影響
3.2.6 不同共培養(yǎng)時間對轉(zhuǎn)化效率的影響
3.2.7 轉(zhuǎn)化子驗證
3.3 小結(jié)
第四章 KzPKS18 基因?qū)τ衩妆狈教烤也【L發(fā)育及致病力的影響
4.1 材料與方法
4.1.1 菌株
4.1.2 供試培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件
4.1.3 緩沖液及試劑
4.1.4 方法
4.2 結(jié)果與分析
4.2.1 菌落形態(tài)觀察及生長速率測定
4.2.2 產(chǎn)孢量測定
4.2.3 萌發(fā)率測定
4.2.4 附著胞形成率測定
4.2.5 細胞壁完整性試驗
4.2.6 滲透脅迫試驗
4.2.7 抗氧化脅迫試驗
4.2.8 致病力檢測
4.3 小結(jié)
第五章 結(jié)論與討論
5.1 結(jié)論
5.2 討論
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基因編輯技術(shù):進展與挑戰(zhàn)[J]. 盧俊南,褚鑫,潘燕平,陳映羲,溫欒,戴俊彪. 中國科學院院刊. 2018(11)
[2]六種重要玉米病害病原名稱的厘定[J]. 王曉鳴. 中國農(nóng)業(yè)科學. 2018(18)
[3]基因編輯技術(shù)及其應(yīng)用的研究進展[J]. 李想,崔文濤,李奎. 中國畜牧獸醫(yī). 2017(08)
[4]玉米北方炭疽病病原鑒定及不同條件對其生長的影響[J]. 孟玲敏,蘇前富,賈嬌,張偉,李紅,晉齊鳴. 玉米科學. 2016(04)
[5]真菌聚酮合酶基因研究進展[J]. 孫書荃,董章勇,張云霞,向梅梅. 仲愷農(nóng)業(yè)工程學院學報. 2015(04)
[6]遼寧省玉米北方炭疽病菌的分離鑒定及生物學特性[J]. 孫佳瑩,肖淑芹,路媛媛,涂廣平,薛春生,陳捷. 植物保護學報. 2015(06)
[7]淺談玉米北方炭疽病[J]. 張崎峰. 中國西部科技. 2014(01)
[8]基因編輯新技術(shù)研究進展[J]. 劉蓓,尉瑋,王麗華. 亞熱帶農(nóng)業(yè)研究. 2013(04)
[9]玉米北方炭疽病綜合防治技術(shù)[J]. 岳維峰. 現(xiàn)代農(nóng)村科技. 2012(14)
[10]植物病原真菌黑色素與致病性關(guān)系的研究進展[J]. 曹志艷,楊勝勇,董金皋. 微生物學通報. 2006(01)
本文編號:3728543
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