马铃薯晚疫病菌RxLR效应蛋白相关基因功能鉴定及抗病资源筛选

发布时间：2020-10-13 11:33

　　 马铃薯(Solanum Tuberosum Subsp.tuberosum)作为第四大主粮越来越受到重视。马铃薯晚疫病是由致病疫霉菌(Phytophthora infestans)所引起的,最具有毁灭性的真菌性卵菌病害。由于晚疫病菌进化发展较为迅速,生理小种日趋复杂化,病原菌发生变异后能迅速克服抗病品种的抗性基因,从而使由传统育种选育的抗病品种失去抗性。效应蛋白是在植物病原物与寄主植物之间的互作过程分泌而产生的,其蛋白功能分为有毒性的与无毒性的两种,可被植物NBS-LRR抗性蛋白特异性识别。致病疫霉菌侵染寄主细胞的同时,与寄主发生互作作用,使植物自身产生免疫反应。本论文是以马铃薯晚疫病菌11个RxLR效应蛋白作为研究对象,探究其对于晚疫病的侵染的是否具有促进作用。本论文利用农杆菌瞬时表达方法(ATTA)、亚细胞定位、PVX-agroinfection分析等技术对效应蛋白进行功能鉴定。研究结果如下:(1)本试验将11个效应蛋白基因Pi04266、Pi08174、Pi12737、Pi14788、Pi15110、Pi22757、Pi00821、Pi15679、Pi07689、Pi18609、RD24、蛋白编码区基因序列的N-端融合GFP,构建GFP表达载体,介导农杆菌转染本氏烟草,以GFP空载体为对照,进行农杆菌瞬时表达试验,结果表明:11个效应蛋白都显著促进晚疫病的侵染,为值得进行研究的一类效应蛋白。(2)利用共聚焦荧光显微镜Confocal进行活体观察,确定了效应蛋白RD24定位于细胞核内,并在细胞核核仁周围形成一个环。(3)本试验利用基因沉默技术,构造myrGFP·RD24mut表达载体,介导农杆菌转染本氏烟草。试验以GFP·RD24为阳性对照,以GFP空载体为阴性对照,进行农杆菌瞬时表达试验,结果表明:myrGFP·RD24mut不能促进晚疫病的侵染。(4)10个参试马铃薯种质资源田间自然诱导鉴定晚疫病抗性试验的初步结果如下:合作88、gck11-5、930、gck11-3、比利时105、72-7、gck12-10、朝引4号抗性达到高抗水平,比利时4为中抗,尤金为感病。(5)本文构建了RD24基因PVX病毒瞬时表达载体pGR106·RD24,通过农杆菌穿刺感染上述9种马铃薯种质资源,使RD24基因在马铃薯中瞬时表达。结果表明,该系统能够诱导马铃薯抗性种质资源中合作88,930产生细胞程序性死亡。合作88、930两个品种对效应蛋白RD24具有抗性,含有抗性基因。
【学位单位】：黑龙江八一农垦大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S435.32
【部分图文】：

图 1-1 马铃薯晚疫病菌的发生过程Fig.1-1 The process of happening with Phytophthora infestans of potato配型研究进展交配型包括 A1 和 A2 两种，A1 交配型发现历史较久，A2 交配发现[23]。1984 年之前世界上公认只有墨西哥存在 A2 交配型，1984 年 Hohl 报道在瑞士发现了 A2 交配型[24]，随后在 1991 年

马铃薯晚疫病菌 RxLR 效应蛋白相关基因功能鉴定及抗病资源筛选图 1-2 RxLR 效应因子Fig.1-2 Chart of RxLR effector.中被预测有信号肽的效应蛋白有很大一部分的特征为 N-端 RxLR-d通过基因组序列分析大约可以预测卵菌的效应蛋白数量：致病疫霉菌 个 RxLR 基因，大豆疫霉菌（P.sojae）约有 335 个。而细胞质效应蛋致病疫霉菌基因组中有 196 个，大豆疫霉菌约有 100 个[59]。如图 1-3在 N-末端 60 个氨基酸内含有分泌信号肽和保守结构域，其特征在于率的酸性（D / E）残基。目前，已经鉴定功能的主要有 Avr3a[60]，[62]，Avr-blb2[63]，Avr4a[64]；大豆疫霉菌的 Ps Avr1b[65]， Avr1a[66]，Av，Avr4/6[69]、 Atr1[70]和 Atr13[71]。SP RxLR EEREFFECTOR DOMAIN

马铃薯晚疫病菌 RxLR 效应蛋白相关基因功能鉴定及抗病资源筛选具有两个 W 基序和一个 Y 基序[75]。杜宇通过进行酵母双杂交（Y2H）和免疫共沉淀技术筛选与鉴定与 AVR1 互作宿主蛋白质 Sec5。植物中 Sec5-AVR1 相互作用的表征显示 AVR1稳定 Sec5，Sec5 涉及对致病疫霉的植物防御。Sec5 是分泌致病相关蛋白 PR-1 必需的，也在 CRN2 诱导的细胞死亡中起作用。
【参考文献】

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本文编号：2839114