水稻富半胱氨酸類受體激酶ALS1的功能分析
發(fā)布時(shí)間:2021-07-20 16:26
水稻(Oryza sativa)是中國(guó)主要的糧食作物,對(duì)保障我國(guó)糧食安全至關(guān)重要。水稻在整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中都會(huì)受到各種生物和非生物脅迫,通過(guò)育種手段增強(qiáng)水稻對(duì)脅迫的抵抗力十分重要。稻瘟病菌(Magnaporthe grisea)引起的稻瘟病是水稻三大病害之一,每年有10%-30%的水稻收成由于感染稻瘟病而損失,嚴(yán)重威脅糧食安全。土壤鹽漬化是限制土地利用率和導(dǎo)致作物產(chǎn)量下降的主要非生物脅迫之一,在全球廣泛存在,目前全球有大約20%的土地鹽堿化,且其鹽漬化面積逐年增加。ALS1編碼一個(gè)富含半胱氨酸的類受體激酶(Cysteine rich repeat RLKs,CRKs),屬于類受體激酶(Receptor-like kinases,RLKs)家族,多數(shù)CRKs受活性氧的差異調(diào)控,在應(yīng)激反應(yīng)、調(diào)節(jié)抗病反應(yīng)和細(xì)胞程序性死亡(programmed cell death,PCD)中發(fā)揮重要作用。通過(guò)蛋白序列與進(jìn)化樹(shù)分析、基因表達(dá)模式分析、亞細(xì)胞定位分析、ALS1干涉植株表型分析、稻瘟病抗性分析、鹽脅迫抗性分析對(duì)ALS1基因進(jìn)行功能解析。研究結(jié)果如下:1 ALS1的蛋白結(jié)構(gòu)與定位突變體als1是一個(gè)...
【文章來(lái)源】:西南大學(xué)重慶市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:77 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
水稻感染病原菌后觸發(fā)免疫(PTI)防御圖[48]
第1章文獻(xiàn)綜述7真菌病害的模式生物,每年有10%-30%的水稻收成由于感染稻瘟病而損失,這些損失的稻米足以養(yǎng)活約6000萬(wàn)人,嚴(yán)重威脅糧食安全[49]。稻瘟病菌至少可以分為兩個(gè)分支,與馬唐屬相關(guān)的被定義為Magnaporthegrisea,與水稻和其他禾本科相關(guān)的被定義為Magnaportheoryzae[50]。1.2.1稻瘟病菌的生活史稻瘟病菌是侵染植物的一類真菌,它必須經(jīng)歷一系列的形態(tài)和生理過(guò)程的變化才能成為有侵染能力的植物病原菌。在這些發(fā)育過(guò)程中,病原菌還會(huì)攻克(或抑制)植物的固有免疫系統(tǒng),干擾宿主的新陳代謝和細(xì)胞信號(hào),從而促進(jìn)自身的生長(zhǎng)。稻瘟病的生活史在自然條件下相對(duì)保守,稻瘟病菌的孢子吸附在水稻器官上發(fā)生感染,發(fā)芽的孢子發(fā)育出附著胞,附著胞是一種特殊的感染細(xì)胞,它產(chǎn)生巨大的膨壓,使葉片角質(zhì)層破裂,病原菌穿透角質(zhì)層和細(xì)胞壁,使下層的葉片組織受到侵襲并產(chǎn)生疾病病變,新產(chǎn)生的孢子又可以傳播到其他植株上,引起大面積的感染。水稻幼苗感染稻瘟病后通常整株死亡,較成熟的植株感染后,輕微癥狀導(dǎo)致減產(chǎn)情況嚴(yán)重導(dǎo)致死亡。病菌以菌絲體或分生孢子形式在稻草上越冬,來(lái)年春天氣溫適宜時(shí)再次萌發(fā),借助風(fēng)力侵染水稻[51]。圖2稻瘟病菌的生活史[52]Fig.2LifecycleofMagnaporthegrisea1.2.2稻瘟病類型根據(jù)水稻感染部位、時(shí)期的不同,可以將稻瘟病分成苗瘟、葉瘟、節(jié)瘟、穗頸瘟和谷粒瘟[53]。苗瘟一般發(fā)生于水稻三葉期,通常是由于種子帶菌引起。發(fā)病初期,在幼芽和鞘上出現(xiàn)水漬狀斑點(diǎn),隨著發(fā)病程度的增加,幼苗基部呈現(xiàn)灰綠色葉片呈現(xiàn)黃褐色或淡紅褐色,最終幼苗卷縮、死亡[54]。葉瘟發(fā)生于水稻三葉期后至抽穗期的葉片,于分蘗期盛發(fā),發(fā)病情況嚴(yán)重時(shí)稻田呈現(xiàn)火燒一樣的現(xiàn)象。
可將其分為白點(diǎn)型、褐點(diǎn)型、急性型和慢性型四類,其中急性病斑是稻瘟病盛發(fā)的前兆,慢性型是最嚴(yán)重的一類。節(jié)瘟一般發(fā)生于抽穗后期的莖節(jié)部位,發(fā)病初期莖節(jié)處產(chǎn)生黑褐色的小斑點(diǎn),隨著發(fā)病程度的增加擴(kuò)散至整個(gè)莖節(jié),發(fā)病處干縮凹陷、折斷。穗頸瘟常發(fā)生于水稻穗頸和枝梗處,發(fā)病初期在發(fā)病處產(chǎn)生黑褐色的水漬狀斑點(diǎn),發(fā)病嚴(yán)重時(shí)形成條斑,影響水稻灌漿降低結(jié)實(shí)率。谷粒瘟發(fā)生于谷殼和護(hù)穎上,發(fā)病初期籽粒上產(chǎn)生灰白色斑點(diǎn),發(fā)病嚴(yán)重時(shí)籽粒呈現(xiàn)黑色,不光影響品質(zhì)外觀,籽粒還可能成為來(lái)年的傳染源[55]。圖3水稻稻瘟病病害類型[56]Fig.3TypesofriceblastdiseaseA:苗瘟;B:葉瘟;C(1)-C(4):白點(diǎn)型、褐點(diǎn)型、急性型和慢性型葉瘟;D:節(jié)瘟;E:穗頸瘟;F:谷粒瘟A:Seedlingblast;B:Leafblast;C(1)-C(4):whitepointtype、autetype、chronictype、brownpointtype;D:Nodeblast;E:Panicleblast;F:Grainblast1.2.3稻瘟病抗性稻瘟病的抗性類型可以分為兩種,一是完全抗性,由主效基因控制且具有小種特異性,也被稱為垂直抗性或質(zhì)量抗性;二是不完全抗性,由微效基因控制,表現(xiàn)出非特異抗性且抗性可以長(zhǎng)時(shí)間保持,也被稱為數(shù)量抗性或水平抗性。植株病害流行的三大要素包括:寄主、病原菌、環(huán)境。環(huán)境是病害發(fā)生的生態(tài)條件也是誘導(dǎo)病害發(fā)生和流行的因素,當(dāng)溫度在20-30℃之間、濕度在90%左右時(shí),稻瘟病極易萌發(fā),并且在很大程度上加劇了病害的流行[57]。寄主抗性的強(qiáng)弱是病害發(fā)生的內(nèi)因,一般認(rèn)為秈稻的抗病性強(qiáng)于粳稻、耐肥的品種強(qiáng)于不耐肥的。針對(duì)稻瘟病的流行可采取以下措施防控:1、稻瘟病菌主要以孢子或菌絲的形式寄生在稻草、稻樁上越冬,將稻草焚燒或者作為飼料避免病原菌留存在田間;
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]水稻稻瘟病研究進(jìn)展[J]. 高云,顏培玲,宋小娟,王國(guó)強(qiáng). 安徽農(nóng)學(xué)通報(bào). 2018(08)
[2]水稻稻瘟病的發(fā)生與防治[J]. 李玉峰. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技. 2017(12)
[3]四川稻瘟病抗性鑒定30年來(lái)的回顧與思考[J]. 盧代華,何芳,龔學(xué)書,王劍,伏榮桃,韓友學(xué),馬暉,張鴻. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào). 2017(06)
[4]Big Roles of Small Kinases:The Complex Functions of Receptor-Like Cytoplasmic Kinases in Plant Immunity and Development[J]. Wenwei Lin,Xiyu Ma,Libo Shan,Ping He. Journal of Integrative Plant Biology. 2013(12)
[5]水稻稻瘟病流行因素及綠色防控措施[J]. 司兆勝,宮香余,李鵬. 北方水稻. 2011(05)
[6]水稻稻瘟病抗性基因研究進(jìn)展[J]. 謝培,鄧其明,王世全,李雙成,李平. 湖南農(nóng)業(yè)科學(xué). 2011(05)
[7]水稻稻瘟病的發(fā)生規(guī)律及防治技術(shù)[J]. 王雅鳳. 北方水稻. 2009(03)
博士論文
[1]一個(gè)水稻稻瘟病抗性基因BRG8的克隆與功能分析[D]. 章孟臣.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2019
[2]甘菊響應(yīng)鹽誘導(dǎo)的分子機(jī)理研究[D]. 黃河.北京林業(yè)大學(xué) 2012
碩士論文
[1]水稻抗白葉枯病相關(guān)基因OsCRK1的鑒定和克隆[D]. 張明偉.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2015
本文編號(hào):3293175
【文章來(lái)源】:西南大學(xué)重慶市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:77 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
水稻感染病原菌后觸發(fā)免疫(PTI)防御圖[48]
第1章文獻(xiàn)綜述7真菌病害的模式生物,每年有10%-30%的水稻收成由于感染稻瘟病而損失,這些損失的稻米足以養(yǎng)活約6000萬(wàn)人,嚴(yán)重威脅糧食安全[49]。稻瘟病菌至少可以分為兩個(gè)分支,與馬唐屬相關(guān)的被定義為Magnaporthegrisea,與水稻和其他禾本科相關(guān)的被定義為Magnaportheoryzae[50]。1.2.1稻瘟病菌的生活史稻瘟病菌是侵染植物的一類真菌,它必須經(jīng)歷一系列的形態(tài)和生理過(guò)程的變化才能成為有侵染能力的植物病原菌。在這些發(fā)育過(guò)程中,病原菌還會(huì)攻克(或抑制)植物的固有免疫系統(tǒng),干擾宿主的新陳代謝和細(xì)胞信號(hào),從而促進(jìn)自身的生長(zhǎng)。稻瘟病的生活史在自然條件下相對(duì)保守,稻瘟病菌的孢子吸附在水稻器官上發(fā)生感染,發(fā)芽的孢子發(fā)育出附著胞,附著胞是一種特殊的感染細(xì)胞,它產(chǎn)生巨大的膨壓,使葉片角質(zhì)層破裂,病原菌穿透角質(zhì)層和細(xì)胞壁,使下層的葉片組織受到侵襲并產(chǎn)生疾病病變,新產(chǎn)生的孢子又可以傳播到其他植株上,引起大面積的感染。水稻幼苗感染稻瘟病后通常整株死亡,較成熟的植株感染后,輕微癥狀導(dǎo)致減產(chǎn)情況嚴(yán)重導(dǎo)致死亡。病菌以菌絲體或分生孢子形式在稻草上越冬,來(lái)年春天氣溫適宜時(shí)再次萌發(fā),借助風(fēng)力侵染水稻[51]。圖2稻瘟病菌的生活史[52]Fig.2LifecycleofMagnaporthegrisea1.2.2稻瘟病類型根據(jù)水稻感染部位、時(shí)期的不同,可以將稻瘟病分成苗瘟、葉瘟、節(jié)瘟、穗頸瘟和谷粒瘟[53]。苗瘟一般發(fā)生于水稻三葉期,通常是由于種子帶菌引起。發(fā)病初期,在幼芽和鞘上出現(xiàn)水漬狀斑點(diǎn),隨著發(fā)病程度的增加,幼苗基部呈現(xiàn)灰綠色葉片呈現(xiàn)黃褐色或淡紅褐色,最終幼苗卷縮、死亡[54]。葉瘟發(fā)生于水稻三葉期后至抽穗期的葉片,于分蘗期盛發(fā),發(fā)病情況嚴(yán)重時(shí)稻田呈現(xiàn)火燒一樣的現(xiàn)象。
可將其分為白點(diǎn)型、褐點(diǎn)型、急性型和慢性型四類,其中急性病斑是稻瘟病盛發(fā)的前兆,慢性型是最嚴(yán)重的一類。節(jié)瘟一般發(fā)生于抽穗后期的莖節(jié)部位,發(fā)病初期莖節(jié)處產(chǎn)生黑褐色的小斑點(diǎn),隨著發(fā)病程度的增加擴(kuò)散至整個(gè)莖節(jié),發(fā)病處干縮凹陷、折斷。穗頸瘟常發(fā)生于水稻穗頸和枝梗處,發(fā)病初期在發(fā)病處產(chǎn)生黑褐色的水漬狀斑點(diǎn),發(fā)病嚴(yán)重時(shí)形成條斑,影響水稻灌漿降低結(jié)實(shí)率。谷粒瘟發(fā)生于谷殼和護(hù)穎上,發(fā)病初期籽粒上產(chǎn)生灰白色斑點(diǎn),發(fā)病嚴(yán)重時(shí)籽粒呈現(xiàn)黑色,不光影響品質(zhì)外觀,籽粒還可能成為來(lái)年的傳染源[55]。圖3水稻稻瘟病病害類型[56]Fig.3TypesofriceblastdiseaseA:苗瘟;B:葉瘟;C(1)-C(4):白點(diǎn)型、褐點(diǎn)型、急性型和慢性型葉瘟;D:節(jié)瘟;E:穗頸瘟;F:谷粒瘟A:Seedlingblast;B:Leafblast;C(1)-C(4):whitepointtype、autetype、chronictype、brownpointtype;D:Nodeblast;E:Panicleblast;F:Grainblast1.2.3稻瘟病抗性稻瘟病的抗性類型可以分為兩種,一是完全抗性,由主效基因控制且具有小種特異性,也被稱為垂直抗性或質(zhì)量抗性;二是不完全抗性,由微效基因控制,表現(xiàn)出非特異抗性且抗性可以長(zhǎng)時(shí)間保持,也被稱為數(shù)量抗性或水平抗性。植株病害流行的三大要素包括:寄主、病原菌、環(huán)境。環(huán)境是病害發(fā)生的生態(tài)條件也是誘導(dǎo)病害發(fā)生和流行的因素,當(dāng)溫度在20-30℃之間、濕度在90%左右時(shí),稻瘟病極易萌發(fā),并且在很大程度上加劇了病害的流行[57]。寄主抗性的強(qiáng)弱是病害發(fā)生的內(nèi)因,一般認(rèn)為秈稻的抗病性強(qiáng)于粳稻、耐肥的品種強(qiáng)于不耐肥的。針對(duì)稻瘟病的流行可采取以下措施防控:1、稻瘟病菌主要以孢子或菌絲的形式寄生在稻草、稻樁上越冬,將稻草焚燒或者作為飼料避免病原菌留存在田間;
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]水稻稻瘟病研究進(jìn)展[J]. 高云,顏培玲,宋小娟,王國(guó)強(qiáng). 安徽農(nóng)學(xué)通報(bào). 2018(08)
[2]水稻稻瘟病的發(fā)生與防治[J]. 李玉峰. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技. 2017(12)
[3]四川稻瘟病抗性鑒定30年來(lái)的回顧與思考[J]. 盧代華,何芳,龔學(xué)書,王劍,伏榮桃,韓友學(xué),馬暉,張鴻. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào). 2017(06)
[4]Big Roles of Small Kinases:The Complex Functions of Receptor-Like Cytoplasmic Kinases in Plant Immunity and Development[J]. Wenwei Lin,Xiyu Ma,Libo Shan,Ping He. Journal of Integrative Plant Biology. 2013(12)
[5]水稻稻瘟病流行因素及綠色防控措施[J]. 司兆勝,宮香余,李鵬. 北方水稻. 2011(05)
[6]水稻稻瘟病抗性基因研究進(jìn)展[J]. 謝培,鄧其明,王世全,李雙成,李平. 湖南農(nóng)業(yè)科學(xué). 2011(05)
[7]水稻稻瘟病的發(fā)生規(guī)律及防治技術(shù)[J]. 王雅鳳. 北方水稻. 2009(03)
博士論文
[1]一個(gè)水稻稻瘟病抗性基因BRG8的克隆與功能分析[D]. 章孟臣.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2019
[2]甘菊響應(yīng)鹽誘導(dǎo)的分子機(jī)理研究[D]. 黃河.北京林業(yè)大學(xué) 2012
碩士論文
[1]水稻抗白葉枯病相關(guān)基因OsCRK1的鑒定和克隆[D]. 張明偉.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2015
本文編號(hào):3293175
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