小麦候选感病基因TaHIPP1的功能分析
发布时间：2020-11-02 14:01
小麦条锈病是一种气传性的低温真菌病害,严重威胁小麦的生长。小麦条锈病有寄生严格、变异性高、流行广布、气流传播和孢子繁殖速度快等特点,所以条锈病极易流行爆发,使小麦颗粒无收。通常使用小麦抗病品种是防治小麦条锈病最有效并且环保的措施。然而,由于条锈菌毒性变异频繁,新的毒性小种不断出现,使小麦品种抗锈性极易失效而失去其利用价值,感病基因的研究为育种新的抗病品种提供了新思路。本研究的结果如下:1、本研究从小麦-条锈菌亲和互作的cDNA文库中获得差异表达序列,结合荧光定量PCR的实验结果筛选到小麦重金属相关的异戊烯化蛋白TaHIPP1基因候选EST序列,以小麦“水源11”为模板,通过RT-PCR克隆得到基因,该基因全长736 bp,包含468bp的开放阅读框,编码一条由155个氨基酸组成的肽链。通过氨基酸序列分析得知,TaHIPP1基因N-端含有一个核定位信号(NLS),中部有一个重金属结合结构域(HMA),C-端含有一个法尼基转移酶识别基序(CaaX)。利用小麦原生质体对TaHIPP1进行亚细胞定位,发现其在核质中都有分布。通过酵母系统过表达TaHIPP1基因,表明细胞生长速率在高盐和重金属胁迫下显著上升。2、利用qRT-PCR技术,分析TaHIPP1基因在生物和非生物胁迫下的表达特征,发现在小麦与CYR31的亲和互作体系中该基因上调表达明显,小麦与CYR23的非亲和体系中表达不明显。在非生物胁迫中,外源激素ABA和伤害胁迫下该基因表达上调。3、利用VIGS技术研究在小麦-条锈菌互作体系中TaHIPP1基因的功能,发现沉默掉TaHIPP1后植株抗病性增强,推测其可能是一个感病基因。4、利用酵母双杂技术筛选并验证TaHIPP1与小麦电压依赖阴离子通道蛋白(Voltage-dependent anion channel)TaVDAC1互作。综合上述结果,TaHIPP1可能是一个感病基因,并在植物防御反应中发挥着重要作用。
【学位单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S435.12
【部分图文】：
活史的完成是由有性阶段和无性阶段相继发展形成的，涉及到两种不同科属的植物，无性阶段产生的夏孢子反复侵染危害麦类作物，而有性过程则发生在转主寄主小檗上。小麦锈菌年生活史有5个孢子阶段（图1-1）：性孢子阶段（Pycniospore），锈孢子阶段（Aeciospore），夏孢子阶段（Urediospore），冬孢子阶段（Teliospore）和担孢子阶段（Basidiospore）。其中，性孢子和锈孢子属于有性阶段，而夏孢子、冬孢子和担孢子等是无性阶段。小麦条锈菌是以夏孢子世代在小麦上完成侵染循环，而夏孢子在高于36℃的温度下经48 h便不能存活，因此小麦条锈菌只能在温度较低的环境下生长发育。夏孢子的萌发对光照的要求不高，但需要饱和的湿度或叶面上有水滴（曾士迈 1988）。条锈菌的侵染过程先由侵入期开始
的各种原理及调节控制方式进行了研究，并在很多方面取得了巨大的进展。在对植物免疫系统的研究中， “zigzag” 模型被Jones和Dangl提出，并于2006年发表于Nature(Jones and Dangl 2006)（图1-2）。该理论指出，病原菌入侵寄主植物时，寄主植物的防御反应通常包括两种形式，分别是跨膜受体介导引发的免疫反应（PAMP triggeredimmune reponse, PTI）和效应蛋白诱导的免疫反应（effector triggered immunity, ETI）（Jones and Dangl 2006；Thomma et al. 2011）。在自然条件下，病原入侵寄主植物时，首先会遇到细胞壁、蜡状角质层和植物抗毒素等植物自身天然屏障的抵御，该抵御旨在物化层面上阻碍潜在病原菌的生长和扩张(Ingle et al. 2006)。这道屏障被突破后，细胞表面跨膜受体蛋白PRRs便开始发挥作用，它能够精确检测到病原菌表面或分泌出的不同于植物本身的物质，即病原相关分子模式（pathogen associated molecular patterns
图 2-2 TaHIPP1 片段扩增 2-2 Electrophoresis of TaHIPP1 fragment分析因具有 468 bp 开放阅读框，编码 155P1 基因无信号肽存在（图 2-3）；使用F 区序列与 BLASTX 序列比对，发现其构域（HMA）（图 2-4，图 2-5）。利用 D域（HMA）的蛋白进行比对，结果发S），中间部位含有一个重金属结合结构（CaaX）（图 2-6）。
【参考文献】
本文编号：2867139
【学位单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S435.12
【部分图文】：
活史的完成是由有性阶段和无性阶段相继发展形成的，涉及到两种不同科属的植物，无性阶段产生的夏孢子反复侵染危害麦类作物，而有性过程则发生在转主寄主小檗上。小麦锈菌年生活史有5个孢子阶段（图1-1）：性孢子阶段（Pycniospore），锈孢子阶段（Aeciospore），夏孢子阶段（Urediospore），冬孢子阶段（Teliospore）和担孢子阶段（Basidiospore）。其中，性孢子和锈孢子属于有性阶段，而夏孢子、冬孢子和担孢子等是无性阶段。小麦条锈菌是以夏孢子世代在小麦上完成侵染循环，而夏孢子在高于36℃的温度下经48 h便不能存活，因此小麦条锈菌只能在温度较低的环境下生长发育。夏孢子的萌发对光照的要求不高，但需要饱和的湿度或叶面上有水滴（曾士迈 1988）。条锈菌的侵染过程先由侵入期开始
的各种原理及调节控制方式进行了研究，并在很多方面取得了巨大的进展。在对植物免疫系统的研究中， “zigzag” 模型被Jones和Dangl提出，并于2006年发表于Nature(Jones and Dangl 2006)（图1-2）。该理论指出，病原菌入侵寄主植物时，寄主植物的防御反应通常包括两种形式，分别是跨膜受体介导引发的免疫反应（PAMP triggeredimmune reponse, PTI）和效应蛋白诱导的免疫反应（effector triggered immunity, ETI）（Jones and Dangl 2006；Thomma et al. 2011）。在自然条件下，病原入侵寄主植物时，首先会遇到细胞壁、蜡状角质层和植物抗毒素等植物自身天然屏障的抵御，该抵御旨在物化层面上阻碍潜在病原菌的生长和扩张(Ingle et al. 2006)。这道屏障被突破后，细胞表面跨膜受体蛋白PRRs便开始发挥作用，它能够精确检测到病原菌表面或分泌出的不同于植物本身的物质，即病原相关分子模式（pathogen associated molecular patterns
图 2-2 TaHIPP1 片段扩增 2-2 Electrophoresis of TaHIPP1 fragment分析因具有 468 bp 开放阅读框，编码 155P1 基因无信号肽存在（图 2-3）；使用F 区序列与 BLASTX 序列比对，发现其构域（HMA）（图 2-4，图 2-5）。利用 D域（HMA）的蛋白进行比对，结果发S），中间部位含有一个重金属结合结构（CaaX）（图 2-6）。
【参考文献】
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1 成玉林;小麦条锈菌致病相关基因鉴定及其功能研究[D];西北农林科技大学;2015年
本文编号：2867139
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