南方根结线虫乙酰胆碱酯酶基因的克隆及功能分析

发布时间：2018-11-28 11:19

【摘要】：根结线虫(Root knot nematodes,RKNs;Meloidogyne spp.)感染植物种类超过3000多种,是最具破坏性植物病原之一。其中,分布最广泛的南方根结线虫(Meloidogyne incognita)危害尤为严重。RNKs的神经系统在侵染过程中起着非常重要的作用,既可以帮助线虫寻找寄主,又可协调线虫穿梭于根的内部和外部。神经系统中的乙酰胆碱酯酶(AChE,EC 3.1.1.7)负责终止胆碱能神经传输,是农业上化学杀虫剂防治植物线虫的重要靶标。为了研究乙酰胆碱酯酶(AChE)基因在南方根结线虫(M.incognita)运动过程中的作用,本实验研究内容作如下:1.Mi-ace-3基因的克隆和序列分析。克隆了南方根结线虫(M.incognita)编码乙酰胆碱酯酶(AChE)的Mi-ace-3基因的全长cDNA。Mi-ace-3基因的开放阅读框为1875bp,编码624个氨基酸。推导出的蛋白质序列与甘薯茎线虫(Ditylenchus destructor)的AChE具有72%的氨基酸同源性。对24个物种的41个AChEs系统发育进行分析表明,Mi-ace-3和其他4种线虫的AChE3在同一个进化分支。另外,线虫ACE-3,4的高变区和特定氨基酸也存在于南方根结线虫(M.incognita)的AChE中。结果表明,在本研究中获得的Mi-ace-3属于线虫AChE家族的ACE-3,4族群,与秀丽小杆线虫(Caenorhabditis elegans)AChE的直系同源。2.Mi-aces基因在南方根结线虫不同发育阶段的表达量分析。通过分析南方根结线虫(M.incognita)6个生长阶段[pre-J2、par-J2(接种后2天和接种后5天)、J3、J4、成熟雌虫]的表达模式来估计Mi-ace-1、Mi-ace-2和Mi-ace-3发挥作用的时间段。在这六个生长阶段里,Mi-ace-1的转录水平均高于Mi-ace-2和Mi-ace-3。同时,检测到Mi-ace-1在pre-J2阶段转录水平最低,而在雌成虫阶段转录水平最高,表明在南方根结线虫(M.incognita)生长中Mi-ace-1可能具有重要作用。与Mi-ace-1相比较,Mi-ace-2和Mi-ace-3的转录水平很低。识别到Mi-ace-2和Mi-ace-3的表达高峰是在par-J4s阶段。这些结果表明,Mi-ace-2和Mi-ace-3在par-J4和成熟雌虫生长中可能发挥重要作用。3.植物介导的RNAi分析3个Mi-aces基因功能。在寄生过程中,用番茄黄化卷叶病毒(TYLCV)介导的基因沉默来敲减3个Mi-aces基因,经过植物介导RNA干扰分别及共同敲减Mi-ace-1、Mi-ace-2和Mi-ace-3后,烟草根结数量发生变化,且同时敲掉3个基因的烟草根结数量明显减少,表明该基因的功能是可以互补的。尽管Mi-ace-3不能有效地补偿Mi-ace-1和Mi-ace-2,但Mi-ace-1和Mi-ace-2可以相互补偿。
[Abstract]:Root knot nematode (Root knot nematodes,RKNs;Meloidogyne spp. More than 3000 species of infected plants are one of the most destructive plant pathogens. (Meloidogyne incognita), which is the most widely distributed in the south, is especially harmful. The nervous system of RNKs plays a very important role in the process of infection, which can help nematode to find host and coordinate nematode shuttle between inside and outside of root. Acetylcholinesterase (AChE,EC 3.1.1.7) in the nervous system is responsible for terminating cholinergic nerve transmission and is an important target of chemical insecticides in agriculture against plant nematodes. In order to study the role of acetylcholinesterase (AChE) gene in the movement of M.incognita, the main contents of this study are as follows: cloning and sequence analysis of 1.Mi-ace-3 gene. The open reading frame of the full-length Mi-ace-3 gene encoding acetylcholinesterase (AChE) of M.incognita was 1875 BP, encoding 624 amino acids. The deduced protein sequence shared 72% amino acid homology with the AChE of (Ditylenchus destructor) of sweet potato stem nematode. 41 AChEs phylogeny of 24 species showed that AChE3 of Mi-ace-3 and other 4 nematode species were in the same evolutionary branch. In addition, the high variable region and specific amino acids of nematode ACE-3,4 are also found in the AChE of M.incognita. The results showed that the Mi-ace-3 obtained in this study belonged to the ACE-3,4 population of the AChE family and was homologous to (Caenorhabditis elegans) AChE. The expression of 2.Mi-aces gene in different developmental stages of Rhizodendron elegans was analyzed. Mi-ace-1, was estimated by analyzing the expression patterns of pre-J2,par-J2 (2 days after inoculation and 5 days after inoculation), J3CJ 4, mature female in 6 growth stages of M.incognita. The time period during which Mi-ace-2 and Mi-ace-3 come into play. During these six growth stages, the transcription level of Mi-ace-1 was higher than that of Mi-ace-2 and Mi-ace-3.. At the same time, the Mi-ace-1 transcription level was the lowest in the pre-J2 stage and the highest in the female adult stage, suggesting that Mi-ace-1 may play an important role in the growth of the southern root-knot nematode (M.incognita). Compared with Mi-ace-1, the transcription levels of Mi-ace-2 and Mi-ace-3 were very low. It was recognized that the peak expression of Mi-ace-2 and Mi-ace-3 was at the par-J4s stage. These results suggest that Mi-ace-2 and Mi-ace-3 may play an important role in the growth of par-J4 and mature females. Three Mi-aces gene functions were analyzed by plant-mediated RNAi. During the parasitic process, three Mi-aces genes were knocked down by (TYLCV) mediated gene silencing of tomato yellow leaf roll virus. After plant mediated RNA interference and co-knockout of Mi-ace-1,Mi-ace-2 and Mi-ace-3, respectively, three Mi-aces genes were knockout. The number of tobacco root knots changed and the number of tobacco root knots which knocked out three genes at the same time decreased obviously which indicated that the function of the gene could complement each other. Although Mi-ace-3 can not compensate Mi-ace-1 and Mi-ace-2, effectively, Mi-ace-1 and Mi-ace-2 can compensate each other.
【学位授予单位】：江西农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S432.45

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 赵洪海,梁晨,刘维志,段玉玺,刘晔;采自烟台市的南方根结线虫的描述[J];莱阳农学院学报;2000年02期

2 林竞;潘沧桑;王生元;;茶苗南方根结线虫的生物学研究[J];武夷科学;1993年00期

3 梁朋;陈振德;罗庆熙;;南方根结线虫对不同砧木嫁接番茄苗活性氧清除系统的影响[J];生态学报;2012年07期

4 郭衍银,徐坤,王秀峰,苏保乐;南方根结线虫初始接种密度对生姜生长的影响[J];应用生态学报;2005年11期

5 丁琦;罗万春;肖婷;牛洪涛;田立保;;13种植物源化合物对南方根结线虫的毒力比较[J];植物资源与环境学报;2007年03期

6 高倩圆;胡飞龙;祝红红;刘满强;李辉信;胡锋;;蓖麻提取物对南方根结线虫的防治作用[J];应用生态学报;2011年11期

7 林智敏;宋亚娜;郑伟文;;BC2001生防菌对南方根结线虫生防机理的初探[J];武夷科学;2009年00期

8 洪波;张锋;李英梅;张淑莲;陈志杰;高峰;梁银丽;;基于GIS的南方根结线虫在陕西省越冬区划分析[J];生态学报;2014年16期

9 叶德友;钱春桃;陈劲枫;;酸黄瓜南方根结线虫病抗性与葫芦素B含量的关系[J];西北植物学报;2011年09期

10 李玲玉;赵迪;刘晓宇;陈井生;段玉玺;陈立杰;;放线菌Snea253代谢产物及寡糖对南方根结线虫活性的影响[J];天然产物研究与开发;2014年01期

相关会议论文 前10条

1 马承铸;张大业;钱振官;倪根桂;;寡孢节丛孢和褶生轮枝菌对棉田南方根结线虫的作用[A];全国生物防治学术讨论会论文集[C];1991年

2 杨合同;D.Bazhanov;李纪顺;陈凯;康钦海;;多功能生防制剂对蔬菜南方根结线虫病的防治作用[A];中国植物病理学会第七届代表大会暨学术研讨会论文摘要集[C];2002年

3 房华;廖金铃;李素红;;粗皮侧耳对南方根结线虫的控制作用研究[A];中国植物病理学会2004年学术年会论文集[C];2004年

4 陈振德;王佩圣;吉玉玲;周英;;番茄和黄瓜南方根结线虫病防治初探[A];中国园艺学会2011年学术年会论文摘要集[C];2011年

5 梁朋;陈振德;罗庆熙;;番茄嫁接苗的苯丙烷代谢及其与对南方根结线虫抗性的关系[A];中国园艺学会2011年学术年会论文摘要集[C];2011年

6 耿亚玲;李秀花;陈书龙;;南方根结线虫产卵温度对其孵化的影响[A];植保科技创新与病虫防控专业化——中国植物保护学会2011年学术年会论文集[C];2011年

7 茆振川;谢丙炎;杨宇红;杨之这;;南方根结线虫诱导辣椒表达的早期抗性反应基因[A];中国植物病理学会2006年学术年会论文集[C];2006年

8 陆秀红;刘志明;;白花曼陀罗叶提取物对南方根结线虫生长发育的影响[A];2005年中南、西南植物病理学会和中国菌物学会联合学术年会论文集[C];2005年

9 朱致豫;秦平伟;陈国康;;木霉发酵液对南方根结线虫卵和二龄幼虫的抑制作用[A];“创新驱动与现代植保”——中国植物保护学会第十一次全国会员代表大会暨2013年学术年会论文集[C];2013年

10 刘志明;陆光艺;黄金玲;陆秀红;刘纪霜;潘萍红;李国栋;秦碧霞;乔丽娅;;南方根结线虫(Meloidogyne incognita)侵染香蕉的组织病理学观察[A];中国植物病理学会2010年学术年会论文集[C];2010年

相关博士学位论文 前6条

1 金娜;红灰链霉菌HDZ-9-47生产技术及对土壤生物群落的影响研究[D];中国农业大学;2016年

2 贾双双;番茄砧木对南方根结线虫抗性鉴定及抗性机制研究[D];山东农业大学;2012年

3 鄢小宁;利用黄瓜幼苗内生真菌种子处理防治南方根结线虫的研究[D];浙江大学;2010年

4 梅眉;利用RNAi获得植物对南方根结线虫抗性的研究[D];湖南农业大学;2014年

5 成飞雪;光合细菌代谢产物5-氨基乙酰丙酸杀线虫作用及其机理研究[D];湖南农业大学;2011年

6 叶德友;酸黄瓜（Cucumis hystrix Chakr.）抗南方根结线虫（Meloidogyne incognita）相关机理与抗病渐渗系鉴定[D];南京农业大学;2011年

相关硕士学位论文 前10条

1 李海炎;桃砧木根系与南方根结线虫早期互作的组织病理学与转录组学研究[D];中国农业科学院;2015年

2 汪洋;甲氨基阿维菌素苯甲酸盐对南方根结线虫的防效及其对番茄产量的影响[D];山东农业大学;2015年

3 亓竹冉;出口基地园艺作物的线虫种类调查及南方根结线虫的防治研究[D];南京农业大学;2014年

4 刘雪娇;黄瓜/酸黄瓜渐渗系抗南方根结线虫病相关抗性机制及QTLs定位研究[D];南京农业大学;2014年

5 鲁琰;南方根结线虫被穿刺巴斯德芽菌感染初期的转录组分析[D];海南大学;2015年

6 蔡加星;番茄南方根结线虫防控技术的研究[D];浙江大学;2016年

7 李可;抗南方根结线虫西甜瓜砧木资源筛选及其抗性反应的转录组分析[D];中国农业科学院;2016年

8 吴青松;南方根结线虫对噻唑膦的抗药性分析及其抗性治理策略初探[D];中国农业科学院;2016年

9 陈玉艳;南方根结线虫乙酰胆碱酯酶基因的克隆及功能分析[D];江西农业大学;2016年

10 张文娟;HeberNem-S防治南方根结线虫的应用技术研究[D];山东农业大学;2015年

，

本文编号：2362681