本文關鍵詞：稻瘟菌效應蛋白MoNLE1的功能分析和水稻泛素化蛋白質組學研究

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【摘要】：稻瘟菌(Magnaporthe oryzae)引起的稻瘟病是水稻生產上最重要的病害之一。近年來,對于稻瘟菌中效應蛋白(effector)的研究已成為分子植物病理學科的熱點研究課題之一。另外,在植物中泛素-26S蛋白酶體降解途徑(Ubiquitin Proteasome System, UPS)對調節(jié)植物體內蛋白質和酶的平衡起著關鍵的作用,植物通過UPS可以去除錯誤折疊的蛋白來抵抗各種非生物脅迫和生物脅迫造成的傷害,因此如何規(guī)�；蔫b定植物尤其是水稻中的泛素化蛋白成為目前迫切需要解決的課題之一。本論文分別從稻瘟菌的一個效應蛋白MoNLE1的功能研究和水稻中泛素化蛋白的富集這兩方面出發(fā),做了一些初步的探索研究。實驗室前期通過生物信息學的方法從851個侵染水稻過程中表達的稻瘟菌分泌蛋白基因中預測出32個植物細胞核定位的基因,經過亞細胞定位、基因敲除等方法,篩選出一個與致病性有關的稻瘟菌效應蛋白MoNLE1本論文對MoNLE1的功能做了進一步研究,得出如下結果：(1)酵母信號肽分泌試驗證明,用SignalP4.1軟件所預測的MoNLE1信號肽起著分泌的作用；(2)通過對預測的MoNLE1核定位序列NLS進行刪除、點突變等方法進一步確定NLS對于MoNLE1在植物中的細胞核定位是必須的；(3)通過轉基因,將稻瘟菌效應蛋白MoNLE1在水稻中表達,分別對MoNLE1的純合植株以及分離株進行了稻瘟菌致病性分析,結果顯示純合植株對稻瘟菌侵染更敏感,表明MoNLE1能抑制水稻的抗病性；(4)用PAMP激發(fā)子flg22和chitin分別誘導處理MoNLE1純合株以及分離株,然后測試其ROS含量變化以及PTI相關基因的表達情況,發(fā)現(xiàn)MoNLE1可以抑制由flg22和chitin所誘導的活性氧進發(fā)；同時MoNLE1也抑制PTI相關基因OsFLS2和OsKS4的表達；(5)用酵母雙雜交文庫篩選的方法,對MoNLE1在水稻中的互作蛋白進行了篩選,發(fā)現(xiàn)一個水通道蛋白OsPIPL1可以與其相互作用。運用泛素化特異性抗體親和純化和高分辨質譜手段,首次對水稻中的泛素化蛋白進行了規(guī)模鑒定,獲得了一些初步結果,為今后水稻泛素化蛋白質組學研究打下基礎。(1)運用K-s-GG單克隆抗體從水稻葉片中鑒定到861個泛素化位點；(2)運用Motif預測軟件分析,發(fā)現(xiàn)了水稻泛素化蛋白Motif的一些特征,即在泛素化賴氨酸位點的兩側氨基酸更傾向于中性的丙氨酸以及酸性的谷氨酸；(3)對泛素化蛋白互作網絡進行了預測分析,發(fā)現(xiàn)了一些泛素化蛋白可能參與鈣離子信號調控(CAM2/CBL2)途徑以及真核生物中信號傳導級聯(lián)反應(14-3-3蛋白)調控途徑；(4)通過預測泛素化蛋白KEGG代謝網絡,為今后植物生理以及代謝的研究提供了借鑒。本研究方法可為今后進一步分析泛素化蛋白的生理作用提供依據。
【學位授予單位】：中國農業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S435.111.41

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