【摘要】：番茄斑萎病毒屬(Tospovirus)包括多種檢疫性病毒,番茄斑萎病毒(Tomat spotted wilt virus,TSWV)是其代表種,在世界各地皆有分布,我國境內(nèi)主要集中在西南地區(qū)�？剐云贩N選育是對抗病害的一種有效途徑,目前針對TSWV并已商業(yè)化的抗性基因只有Sw-5b和Tsw兩種。1.番茄免疫受體Sw-5b對Tospovirus廣譜抗性的分子機(jī)制研究植物和動物的細(xì)胞內(nèi)核苷酸結(jié)合寡聚結(jié)構(gòu)域樣受體(nucleotide-binding oligomerization domain-like receptors,NLRs)在監(jiān)測和阻止不同的病原物侵染時發(fā)揮重要作用。動物的NLRs 一般通過識別病原物相關(guān)分子模式(pathogen-associated molecular patterns,PAMPs)賦予寄主抗性,而植物NLRs則通過識別病原物編碼的特異性效應(yīng)因子來賦予寄主抗性。本研究中,我們揭示了番茄Sw-5bNLR通過識別病毒移動蛋白NSm的一段21 aa的保守肽段(NSm21)來賦予對不同美洲型Tospoviruses的廣譜抗性。全長Sw-5b和NB-ARC-LRR結(jié)構(gòu)域直接與NSm21在體外和植物體內(nèi)互作。通過位點直接突變和結(jié)構(gòu)模型分析,推測Sw-5b LRR上的R927是與NB-ARC互作的重要位點,R927位點的突變能使Sw-5b由自抑制狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榧せ顮顟B(tài)。因此,Sw-5b對的NSm21識別很可能減弱了 LRR和NB-ARC結(jié)構(gòu)域的分子間互作,從而最終激活Sw-5b。本研究的結(jié)果首次提供了植物NLR通過識別一個小而保守的病原物效應(yīng)因子衍生的短肽賦予廣譜抗性的例子。2.我國TSWVTsw抗性突破株系的遺傳差異分析攜帶Tsw基因的抗性辣椒已被廣泛運用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn),但這也迅速造成全世界范圍內(nèi)抗性突破型TSWV株系(resistance breaking,RB)的出現(xiàn)。然而,迄今為止在中國境內(nèi)尚未有關(guān)于TSWVRB株系的報道。近些年來,TSWV引起的病毒病在中國西南的云南省呈現(xiàn)快速增長的趨勢。而目前有關(guān)TSWV不同株系之間多樣性的研究仍是空白。本研究以云南省境內(nèi)不同寄主上采集的TSWV為研究對象,首次發(fā)現(xiàn)在自然條件下TSWV RB株系的產(chǎn)生。我們最初從2012年采集于云南省的萵苣樣本上分離出TSWV萵苣株系(TSWV-LE)。令人驚訝的是,TSWV-LE可以引起攜帶Tsw抗性基因的辣椒的系統(tǒng)壞死。我們緊接著于2015年采集并發(fā)現(xiàn)番茄上分離的株系(TSWV-YN18)和煙草上分離的株系(TSWV-YN53)也能實現(xiàn)對Tsw介導(dǎo)的抗性突破。不同的是TSWV-YN18誘導(dǎo)抗性辣椒出現(xiàn)系統(tǒng)環(huán)斑,而YN53引起系統(tǒng)褪綠斑駁。TSWV編碼的NSs蛋白的突變是形成Tsw的抗性突破株系的關(guān)鍵因素。我們發(fā)現(xiàn)TSWV-LE的NSs蛋白保留了誘導(dǎo)HR的能力,而TSWV-YN18和TSWV-YN53已不能誘導(dǎo)HR的產(chǎn)生。但是,這三個RB株系的NSs蛋白都能抑制RNA沉默。序列分析表明云南境內(nèi)的RB株系與其他以前報道的RB株系的NSs蛋白之間并未發(fā)現(xiàn)氨基酸的特征位點。然而LE株系的NSs蛋白的兩個氨基酸位點(F74和K272)導(dǎo)致了它與YN18和YN53 RB株系之間的明顯不同。不同RB株系的出現(xiàn)和Tsw介導(dǎo)抗性防控的失敗,給中國西南地區(qū)本土辣椒作物的種植造成了嚴(yán)重威脅。
【圖文】：

圖１－１五種主要Ｒ基因的基因結(jié)構(gòu)（Ｄａｎｇｌｅ／ａ／．，２００１）逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－１邋Ｆｉｖｅ邋ｍａｉｎ邋ｇｅｎｅｔｉｃ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋Ｒ邋ｇｅｎｅ逡逑ＮＬＲｓ與Ａｖｒ蛋白的互作模式逡逑接互作逡逑物Ｒ蛋白能與病原物的Ａｖｒ蛋白直接互作，激活下游抗病信號途徑，導(dǎo)致Ｒ，限制病原物的系統(tǒng)侵染（Ｓｃｏｆｉｅｌｄ邋ｅ／ａ／．，１９９６）。比如：水稻的Ｒ蛋白Ｐｉ菌（Ｍａ職ｍ／ｊｗ／心邋ｗｊｚａｅ）的Ａｖｒ－Ｐｉｔａ蛋白可直接相互作用，而Ｐｉ－ｔａ的Ｃ端一旦發(fā)生突變，就會失去與Ａｖｒ－Ｐｉｔａ蛋白的結(jié)合能力，，水稻表現(xiàn)為感病。逡逑接互作逡逑作分為兩種。第一種可以稱為“保衛(wèi)機(jī)制”：病原物的Ａｖｒ蛋白可作為毒植物細(xì)胞內(nèi)與抗性有關(guān)的靶標(biāo)，從而抑制寄主對病原物的防御。如果寄主攜帶基因，Ａｖｒ攻擊粑蛋白時會被Ｒ蛋白發(fā)現(xiàn)，Ｒ蛋白結(jié)合Ａｖｒ－粑蛋保衛(wèi)植物的靶標(biāo)蛋白免受Ａｗ攻擊并激活防御反應(yīng)。比如：丁香假單ｖｒＢ、Ａｖｒ－Ｒｍ邋丨ＲＰ、ｖｒ

圖１－２植物ＮＬＲｓ識別病原物效應(yīng)因子的模型（Ｃａｐｌａｎｅ／＜邋２００８）
【學(xué)位授予單位】：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S436.412

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 范靜華,周惠萍,王洪珍,陳如,朱有勇;稻瘟菌誘導(dǎo)的廣譜抗性[J];石河子大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2004年S1期

2 李偉滔;朱紫薇;Mawsheng Chern;尹俊杰;楊超;冉莉;Mengping Cheng;Min He;Kang Wang;Jing Wang;Xiaogang Zhou;Xiaobo Zhu;Zhixiong Chen;Jichun Wang;Wen Zhao;Bingtian Ma;Peng Qin;Weilan Chen;Yuping Wang;Jiali Liu;Wenming Wang;Xianjun Wu;Ping Li;Jirui Wang;Lihuang Zhu;Shigui Li;陳學(xué)偉;;一個轉(zhuǎn)錄因子的天然變異賦予水稻對稻瘟病的廣譜抗性[J];科學(xué)新聞;2018年04期

3 魏云林;季秀玲;林連兵;井申榮;李光;;一株廣譜抗性沙雷氏菌的分離和鑒定[J];云南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2007年S3期

4 林貽滋,翁錦屏,沈瑛;水稻品種(組合)抗白葉枯病基因初探[J];植物病理學(xué)報;1992年03期

5 朱小源,伍尚忠,楊祁云,霍超斌,范仕容;廣東優(yōu)質(zhì)水稻新品種(系)抗稻瘟病研究[J];西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報;1998年05期

6 云南稻種資源抗病蟲性鑒定協(xié)作組;云南稻種資源抗稻瘟病鑒定的聯(lián)合試驗研究[J];作物品種資源;1992年04期

7 田桂英;植物抗病毒的基因工程[J];生物技術(shù)通報;1995年05期

8 ;小麥抗病關(guān)鍵生物技術(shù)研究獲突破[J];中國科學(xué)院院刊;2014年05期

9 張紅軍;;植物抗病性信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的研究[J];吉林農(nóng)業(yè);2013年11期

10 付藍(lán)寶;于嘉林;劉偉華;;防御素的生物學(xué)特性及其抗病基因工程[J];遺傳;2011年05期

相關(guān)會議論文 前4條

1 王金生;邵敏;彭建令;劉愛新;孟繁紅;;轉(zhuǎn)hrfA基因表達(dá)Harpin_(Xoo)增強植物對病害的廣譜抗性(摘要)[A];植物分子育種——第四屆全國植物分子育種學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2004年

2 宋鵬飛;王甜甜;毛培;羅梅浩;;不同玉米品種丁布含量及其與抗螟性的關(guān)系[A];華中昆蟲研究（第八卷）[C];2012年

3 楊松全;曹國文;付利芝;楊睿;楊柳;楊金龍;;核糖體失活蛋白的研究進(jìn)展[A];第四屆第十次全國學(xué)術(shù)研討會暨動物微生態(tài)企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略論壇論文集（上冊）[C];2010年

4 朱小源;陳深;楊健源;曾列先;伍圣遠(yuǎn);李亦龍;;一個源于廣譜抗瘟稻種“28占”抗性基因Pie(t)的分子標(biāo)記定位[A];中國植物病理學(xué)會2007年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2007年

相關(guān)重要報紙文章 前2條

1 柯繼;小麥抗病關(guān)鍵生物技術(shù)研究獲突破[N];中國食品報;2014年

2 《知識分子》公眾號主筆 邸利會;基因編輯作物在中國該如何監(jiān)管[N];科技日報;2018年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前6條

1 蔣磊;番茄免疫受體Sw-5b對Tospovirus廣譜抗性的分子機(jī)制研究與我國TSWV Tsw抗性突破株系的遺傳差異分析[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2017年

2 蔣銳;馬鈴薯晚疫病廣譜抗性QTL dPI09c的精細(xì)定位及抗性基因克隆[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2017年

3 胡琴;漆酶GhLac1介導(dǎo)棉花廣譜抗性的機(jī)制解析[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2018年

4 傅晶;抑制病原菌誘導(dǎo)的生長素的積累賦予水稻廣譜抗性[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

5 葉煒;龍眼胚性培養(yǎng)物抗性相關(guān)基因的克隆與功能鑒定[D];福建農(nóng)林大學(xué);2015年

6 羅賽男;用DefH9-iaaM和TERF1基因轉(zhuǎn)化糖橙的研究[D];湖南農(nóng)業(yè)大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前8條

1 戴雅婷;馬鈴薯StRac轉(zhuǎn)基因植株生理指標(biāo)以及廣譜抗性的測定[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2017年

2 張坤;馬鈴薯NBS類抗晚疫病基因的分離和功能分析[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2013年

3 江南;水稻品種Jefferson和谷梅2號廣譜抗稻瘟病基因的發(fā)掘與定位[D];湖南農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

4 馬慧寧;棉花黃萎病拮抗微生物篩選鑒定及拮抗機(jī)理研究[D];石河子大學(xué);2007年

5 李美娜;鈣信號傳導(dǎo)相關(guān)基因在小麥白粉病廣譜抗性中的作用研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

6 劉占領(lǐng);水稻稻瘟病抗性新基因的鑒定與定位研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2007年

7 劉佳;稻瘟病抗性基因在自然病圃的評價及基因定位研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

8 付崇允;鑒別品種的稻瘟病抗譜及抗病基因的抗性效應(yīng)分析[D];四川農(nóng)業(yè)大學(xué);2004年

本文編號：2687236