發(fā)布時間：2023-06-04 01:36

　　揭示水稻抗病與生長的協(xié)調(diào)機制,培育具有廣譜抗病性的水稻品種對于水稻的穩(wěn)產(chǎn)和增產(chǎn)具有重要現(xiàn)實意義。本研究主要利用蛋白質(zhì)組學與基因編輯等技術(shù),從表型、生理生化、亞細胞結(jié)構(gòu)、代謝途徑、蛋白互作等不同層面,對OsCUL3a協(xié)調(diào)抗病與生長,特別是與重要免疫相關(guān)基因OsNPR1/2/3在控制細胞死亡方面的關(guān)系進行研究。本文主要研究結(jié)果如下:1.利用體視顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)oscul3a突變體類病斑的形成可能由葉片局部組織區(qū)域的H2O2積累和細胞死亡產(chǎn)生,然后逐漸擴展到整片葉片;不同時期水稻葉片DAB染色發(fā)現(xiàn),相比野生型ZH11,oscul3a突變體葉片在50 DPS開始H2O2積累,在60 DPS時H2O2積累表型非常明顯。這種動態(tài)的生理變化,使oscul3a突變體對稻瘟病和白葉枯病具有廣譜抗病性,使其在生長后期的抗病性會顯著提高。2.相比野生型ZH11和轉(zhuǎn)基因互補材料p1300-OsCUL3a-1和p1300-OsCUL3a-2,oscul3a突變體的生長速率在35 DPS-55 DPS階段相對較慢,與oscul3a突變體H2O2的動態(tài)積累和細胞死亡表型出現(xiàn)階段的細胞生理條件變化有關(guān),最后導(dǎo)致oscu...

【文章頁數(shù)】：109 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
英文縮略表
第一章 引言
    1.1 植物類病斑形成機制
        1.1.1 光溫反應(yīng)與細胞器功能
        1.1.2 激素水平與細胞代謝
    1.2 泛素化修飾與細胞死亡和抗病性
        1.2.1 植物泛素蛋白酶體途徑及其生物學功能
        1.2.2 CRL3類E3泛素連接酶的生物學功能
        1.2.3 植物泛素化修飾與抗病性
    1.3 蛋白質(zhì)組學技術(shù)在類病斑形成機制中的應(yīng)用
    1.4 本研究的目的和意義
第二章 oscul3a突變體的類病斑表型分析與抗病性鑒定
    2.1 材料與方法
        2.1.1 實驗材料
        2.1.2 實驗方法
            2.1.2.1 農(nóng)藝性狀考察
            2.1.2.2 葉片DAB染色
            2.1.2.3 透射電鏡觀察
            3.1.2.4 掃描電鏡觀察
            3.1.2.5 稻米品質(zhì)分析
            2.1.2.6 稻瘟病接種鑒定
            2.1.2.7 白葉枯病接種鑒定
    2.2 結(jié)果與分析
        2.2.1 oscul3a突變體類病斑表型與生長的關(guān)系
        2.2.2 oscul3a突變體的稻米掃描電鏡觀察與品質(zhì)分析
        2.2.3 oscul3a突變體具有稻瘟病和白葉枯病抗性
        2.2.4 oscul3a突變體的亞細胞觀察
    2.3 小結(jié)與討論
        2.3.1 oscul3a突變體具有動態(tài)的ROS積累和細胞死亡
        2.3.2 oscul3a突變體生長抑制與ROS積累和細胞死亡有關(guān)
        2.3.3 oscul3a突變體抗病性的提高與ROS積累和細胞死亡有關(guān)
        2.3.4 環(huán)境條件對oscul3a突變體類病斑形成的影響
        2.3.5 不同ROS積累和細胞死亡程度對類病斑材料抗病性的影響
第三章 oscul3a突變體的蛋白質(zhì)組學分析及其信號網(wǎng)絡(luò)
    3.1 材料與方法
        3.1.1 實驗材料
            3.1.1.1 植物材料
            3.1.1.2 化學試劑
        3.1.2 實驗方法
            3.1.2.1 蛋白質(zhì)組檢測樣品準備
            3.1.2.2 TMT標記質(zhì)譜檢測
            3.1.2.3 PRM靶向檢測
            3.1.2.4 差異表達蛋白功能分析
            3.1.2.5 差異表達蛋白的網(wǎng)絡(luò)分析
            3.1.2.6 葉片DAB染色
            3.1.2.7 葉片SA含量檢測
            3.1.2.8 香豆素的抗病性鑒定
            3.1.2.9 香豆素處理水稻愈傷
    3.2 結(jié)果與分析
        3.2.1 oscul3a突變體差異表達蛋白的功能分析
        3.2.2 oscul3a突變體代謝途徑的差異分析
        3.2.3 OsCUL3a互作蛋白與分子開關(guān)分析
        3.2.4 OsCUL3a靶標蛋白的定量分析
        3.2.5 香豆素抑制水稻稻瘟病菌的生長
    3.3 小結(jié)與討論
        3.3.1 oscul3a突變體的類病斑表型與細胞代謝平衡
        3.3.2 OsCUL3a與分子開關(guān)蛋白的互作聯(lián)系
        3.3.3 oscul3a突變體的類病斑與鐵死亡(ferroptosis)機制
        3.3.4 oscul3a突變體的類病斑與苯丙烷類(phenyloropanoid)代謝途徑
第四章 OsNPR1/2/3在OsCUL3a介導(dǎo)水稻細胞死亡中的作用
    4.1 材料與方法
        4.1.1 實驗材料
        4.1.2 實驗方法
            4.1.2.1 葉片DAB染色
            4.1.2.2 酵母雙雜交驗證
            4.1.2.3 CRISPR-Cas9 載體構(gòu)建
            4.1.2.4 質(zhì)粒的農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化
            4.1.2.5 水稻的遺傳轉(zhuǎn)化
            4.1.2.6 潮霉素抗性鑒定
            4.1.2.7 敲除材料的測序鑒定
            4.1.2.8 敲除基因的功能分析
    4.2 結(jié)果與分析
        4.2.1 OsCUL3a-KO敲除材料具有類病斑表型
        4.2.2 ZH11、oscul3a、p1300-OsCUL3a-1/2和oscul3a/osnpr1 表型觀察
        4.2.3 oscul3a/osnpr2和oscul3a/osnpr3 的表型差異
        4.2.4 水稻OsNPR1/2/3的功能分析
    4.3 小結(jié)與討論
        4.3.1 OsNPR1/2和OsNPR3 具有相反的細胞死亡作用機制
        4.3.2 水稻OsNPR1/2/3 和擬南芥AtNPR1/3/4 的結(jié)構(gòu)差異
        4.3.3 OsCUL3a協(xié)調(diào)水稻生長、細胞死亡與抗病性的探討
第五章 全文結(jié)論和創(chuàng)新點
參考文獻
附錄
致謝
作者簡歷



本文編號：3830432