人参灰霉病菌BcGP基因的功能研究
发布时间：2021-02-12 13:01
人参（Panax ginseng C.A.Meyer）是我国传统的名贵中草药,为五加科多年生草本药用植物,具有非常高的药用价值和经济价值。东北是人参的重要产区,灰葡萄孢可以侵染人参叶片、叶柄、花和果实,严重时还会侵染人参的茎和根。目前,人参灰霉病已经成为影响人参产业持续健康发展的主要危害之一。BcGP基因编码谷氨酰胺转移酶,谷氨酰胺转移酶在自然界分布广泛,目前该酶主要来源是微生物,主要应用在食品工业用于改善食品蛋白质结构,也有报道该酶与人类疾病相关（包括肿瘤、自身免疫疾病、皮肤病、神经退行疾病等）,但目前未见有关该酶在灰葡萄孢致病过程中的作用的报道。本论文通过对BcGP基因研究,得到了如下结果:1、对BcGP基因进行了克隆和生物信息学分析,发现BcGP基因全长781 bp,含有三个外显子和两个内含子,其开放阅读框长681bp,编码226个氨基酸,有5个结构域,在进化上具有保守性。2、通过农杆菌介导的遗传转化的方法得到了BcGP基因的敲除突变体ΔBcGP和回补转化子ΔBcGP/GP,并通过相应的抗性筛选、PCR验证和qRT-PCR检测验证了敲除子和互补子。3、ΔBcGP的菌落生长速度略快...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
灰霉病症状
第一章绪论4图1.2灰葡萄孢生活史及相关症状（引自Fillinger&Elad.,2016）Fig.1.2LifecycleofB.cinereaandassociatedsymptoms(Fillinger&Elad.,2016)随着对灰葡萄孢分子研究的深入，包括对两株灰葡萄孢的全基因组测序和分析，灰葡萄孢在感染过程中使用的分子策略已经大致概括出一个模型：一个复杂的信号网络调节大量蛋白质和植物毒性次生代谢物的分泌，这些是灰葡萄孢侵染寄主所必需的。此外，植物过敏反应（Hypersensitiveresponse,HR），是一种程序性细胞死亡（Programmedcelldeath,PCD）的形式，在灰葡萄孢的致病策略中起着重要作用［25］。死体营养型病原菌大致可分为两种，一种为宿主特异性腐生菌，其分泌的毒素若能被宿主识别，便能激活宿主的细胞程序性死亡过程从而特异侵染该宿主，反之若毒素不被识别，便不可以入侵宿主；另一种为广泛宿主型腐生菌，其致病的机理不同于前一种，并且相对于前一种其机理更为复杂［39］。灰葡萄孢作为一种典型的死体营养型病原菌，在研究其毒力策略时的基本原则包括利用死因子和PCD诱导毒力因子中的一种或两种快速杀死宿主组织［40］。当灰葡萄孢侵入寄主植物后，会致使寄主植物细胞死亡，这个过程包括一些诱导寄主植物细胞程序死亡（PCD），这一过程有利于灰霉菌的进一步侵染，这可能是灰霉病原菌初期侵染成功的必要因素之一。致死诱导因子在感染早期是必不可少的，而PCD诱导因子在感染后期可能更为丰富［41］。在侵染拟南芥和番茄时，植物的过敏性坏死反应是发挥灰葡萄孢致病性的必要因素之一［42］。
??62-64］，从而催化蛋白质或多肽分子间形成共价交联及蛋白质分子内谷氨酰胺基的水解，形成分子内和分子间的网状结构，进而改善蛋白质的结构和功能特性甚至带来新的功能。谷氨酰胺转胺酶以肽链中谷氨酰胺残基的γ-羧酰胺基作为酰基供体，而酰基受体可以有多种受体，包括多肽链中赖氨酸残基的ε-氨基、伯胺基和水等。其中，当水充当为酰基受体时，谷氨酰胺转移会促使谷氨酰胺残基发生水解，使之脱酰胺，生成谷氨酸和氨，谷氨酸可再参与生物体中其他生化反应，该反应可以改变蛋白的等电点和溶解度，进而改变蛋白的性质（如图1.3③）。除上文所述之外，该酶也可以直接将谷氨酰胺分解为谷氨酸和氨［62］。近些年来，谷氨酰胺转移酶在食品、工业、农业、生物医药、纺织和化妆品等诸多领域都有广泛的应用［65-67］。图1.3谷氨酰胺转胺移的催化反应（引自Wang&Liu.,2010）Fig.1.3Catalyticreactionoftransglutaminase(Wang&Liu.,2010)谷氨酰胺（Glutamine,GLN）是人体循环系统和氨基酸库中含量最丰富的非必需氨基酸。谷氨酰胺也被证明是一种条件必需氨基酸，在损伤反应中起重要作用。谷氨酰胺还可以维持生物体内的酸碱平衡，维持胃、肠上皮的功能和形态，维护组织中抗氧化剂的储存量，增强免疫应答，增强宿主防御能力。标准肠外营养对照（Standardparenteralnutrition,STD）补充谷氨酰胺能显著增加谷胱甘肽（Glutathione,GSH）的储备，提高损伤动物模型的存活率，因此谷氨酰胺在各种抗损伤过程中发挥重要作用［68］。谷胱甘肽（GSH）是一种由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成的三肽，是生物体内一种重要的抗氧化剂，是宿主防御系统的重要组成部分。谷胱甘肽可以通过增强谷胱甘肽前体
【参考文献】：
期刊论文
[1]Current Status and Problem-Solving Strategies for Ginseng Industry[J]. LI Xiang-yan,SUN Li-wei,ZHAO Da-qing. Chinese Journal of Integrative Medicine. 2019(12)
[2]人参灰霉病研究进展[J]. 刘琨,李勇,王蓉,丁万隆. 中国现代中药. 2019(07)
[3]谷氨酰胺转移酶6的结构及功能研究进展[J]. 陈葵,孙一忞,王坚. 中国临床神经科学. 2018(05)
[4]人参锈腐病相关研究进展[J]. 佟爱仔,刘强,王敏,曹志强. 人参研究. 2018(01)
[5]长白山区人参主要病害安全用药技术研究[J]. 左玉霞. 农业与技术. 2017(20)
[6]ABC转运蛋白BcAtm1参与灰葡萄孢分生孢子萌发及对寄主植物的侵染[J]. 崔亚忠,陶岚,孙晨浩,刘平,李桂华,秦庆明. 植物病理学报. 2016(05)
[7]不同人参灰霉病的灰葡萄孢菌生物学特性及致病性比较[J]. 袁月,周如军,傅俊范,卢占慧,史晓琪,李自博. 沈阳农业大学学报. 2016(03)
[8]农田栽参模式中人参根腐病原菌鉴定与防治[J]. 王瑞,董林林,徐江,张乃嘦,藤原直树,李西文,沈亮,陈士林. 中国中药杂志. 2016(10)
[9]人参锈腐病病原菌鉴定及生物学特性研究[J]. 张鸿雁,任勇洋,曹新宇,赵伟. 北方园艺. 2015(19)
[10]人参根腐病拮抗菌的筛选、鉴定及其抑菌活性[J]. 勾长龙,王雨琼,孙朋,毕彦晖,娄玉杰,高云航. 食品科学. 2015(19)
博士论文
[1]灰霉菌组蛋白去甲基化酶BcJar1功能分析及致病机理研究[D]. 侯杰.吉林大学 2019
硕士论文
[1]人参根腐病、锈腐病病原菌分析及其拮抗菌的筛选与鉴定[D]. 陈德国.吉林农业大学 2019
[2]稻瘟菌核糖体蛋白L21（Rpl21）的生物功能分析[D]. 王艳艳.吉林大学 2018
[3]人参灰霉病病原学及其致病机制研究[D]. 袁月.沈阳农业大学 2016
[4]人参锈腐病生防用拮抗细菌分离鉴定及机理初探[D]. 金海强.延边大学 2013
本文编号：3030902
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
灰霉病症状
第一章绪论4图1.2灰葡萄孢生活史及相关症状（引自Fillinger&Elad.,2016）Fig.1.2LifecycleofB.cinereaandassociatedsymptoms(Fillinger&Elad.,2016)随着对灰葡萄孢分子研究的深入，包括对两株灰葡萄孢的全基因组测序和分析，灰葡萄孢在感染过程中使用的分子策略已经大致概括出一个模型：一个复杂的信号网络调节大量蛋白质和植物毒性次生代谢物的分泌，这些是灰葡萄孢侵染寄主所必需的。此外，植物过敏反应（Hypersensitiveresponse,HR），是一种程序性细胞死亡（Programmedcelldeath,PCD）的形式，在灰葡萄孢的致病策略中起着重要作用［25］。死体营养型病原菌大致可分为两种，一种为宿主特异性腐生菌，其分泌的毒素若能被宿主识别，便能激活宿主的细胞程序性死亡过程从而特异侵染该宿主，反之若毒素不被识别，便不可以入侵宿主；另一种为广泛宿主型腐生菌，其致病的机理不同于前一种，并且相对于前一种其机理更为复杂［39］。灰葡萄孢作为一种典型的死体营养型病原菌，在研究其毒力策略时的基本原则包括利用死因子和PCD诱导毒力因子中的一种或两种快速杀死宿主组织［40］。当灰葡萄孢侵入寄主植物后，会致使寄主植物细胞死亡，这个过程包括一些诱导寄主植物细胞程序死亡（PCD），这一过程有利于灰霉菌的进一步侵染，这可能是灰霉病原菌初期侵染成功的必要因素之一。致死诱导因子在感染早期是必不可少的，而PCD诱导因子在感染后期可能更为丰富［41］。在侵染拟南芥和番茄时，植物的过敏性坏死反应是发挥灰葡萄孢致病性的必要因素之一［42］。
??62-64］，从而催化蛋白质或多肽分子间形成共价交联及蛋白质分子内谷氨酰胺基的水解，形成分子内和分子间的网状结构，进而改善蛋白质的结构和功能特性甚至带来新的功能。谷氨酰胺转胺酶以肽链中谷氨酰胺残基的γ-羧酰胺基作为酰基供体，而酰基受体可以有多种受体，包括多肽链中赖氨酸残基的ε-氨基、伯胺基和水等。其中，当水充当为酰基受体时，谷氨酰胺转移会促使谷氨酰胺残基发生水解，使之脱酰胺，生成谷氨酸和氨，谷氨酸可再参与生物体中其他生化反应，该反应可以改变蛋白的等电点和溶解度，进而改变蛋白的性质（如图1.3③）。除上文所述之外，该酶也可以直接将谷氨酰胺分解为谷氨酸和氨［62］。近些年来，谷氨酰胺转移酶在食品、工业、农业、生物医药、纺织和化妆品等诸多领域都有广泛的应用［65-67］。图1.3谷氨酰胺转胺移的催化反应（引自Wang&Liu.,2010）Fig.1.3Catalyticreactionoftransglutaminase(Wang&Liu.,2010)谷氨酰胺（Glutamine,GLN）是人体循环系统和氨基酸库中含量最丰富的非必需氨基酸。谷氨酰胺也被证明是一种条件必需氨基酸，在损伤反应中起重要作用。谷氨酰胺还可以维持生物体内的酸碱平衡，维持胃、肠上皮的功能和形态，维护组织中抗氧化剂的储存量，增强免疫应答，增强宿主防御能力。标准肠外营养对照（Standardparenteralnutrition,STD）补充谷氨酰胺能显著增加谷胱甘肽（Glutathione,GSH）的储备，提高损伤动物模型的存活率，因此谷氨酰胺在各种抗损伤过程中发挥重要作用［68］。谷胱甘肽（GSH）是一种由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成的三肽，是生物体内一种重要的抗氧化剂，是宿主防御系统的重要组成部分。谷胱甘肽可以通过增强谷胱甘肽前体
【参考文献】：
期刊论文
[1]Current Status and Problem-Solving Strategies for Ginseng Industry[J]. LI Xiang-yan,SUN Li-wei,ZHAO Da-qing. Chinese Journal of Integrative Medicine. 2019(12)
[2]人参灰霉病研究进展[J]. 刘琨,李勇,王蓉,丁万隆. 中国现代中药. 2019(07)
[3]谷氨酰胺转移酶6的结构及功能研究进展[J]. 陈葵,孙一忞,王坚. 中国临床神经科学. 2018(05)
[4]人参锈腐病相关研究进展[J]. 佟爱仔,刘强,王敏,曹志强. 人参研究. 2018(01)
[5]长白山区人参主要病害安全用药技术研究[J]. 左玉霞. 农业与技术. 2017(20)
[6]ABC转运蛋白BcAtm1参与灰葡萄孢分生孢子萌发及对寄主植物的侵染[J]. 崔亚忠,陶岚,孙晨浩,刘平,李桂华,秦庆明. 植物病理学报. 2016(05)
[7]不同人参灰霉病的灰葡萄孢菌生物学特性及致病性比较[J]. 袁月,周如军,傅俊范,卢占慧,史晓琪,李自博. 沈阳农业大学学报. 2016(03)
[8]农田栽参模式中人参根腐病原菌鉴定与防治[J]. 王瑞,董林林,徐江,张乃嘦,藤原直树,李西文,沈亮,陈士林. 中国中药杂志. 2016(10)
[9]人参锈腐病病原菌鉴定及生物学特性研究[J]. 张鸿雁,任勇洋,曹新宇,赵伟. 北方园艺. 2015(19)
[10]人参根腐病拮抗菌的筛选、鉴定及其抑菌活性[J]. 勾长龙,王雨琼,孙朋,毕彦晖,娄玉杰,高云航. 食品科学. 2015(19)
博士论文
[1]灰霉菌组蛋白去甲基化酶BcJar1功能分析及致病机理研究[D]. 侯杰.吉林大学 2019
硕士论文
[1]人参根腐病、锈腐病病原菌分析及其拮抗菌的筛选与鉴定[D]. 陈德国.吉林农业大学 2019
[2]稻瘟菌核糖体蛋白L21（Rpl21）的生物功能分析[D]. 王艳艳.吉林大学 2018
[3]人参灰霉病病原学及其致病机制研究[D]. 袁月.沈阳农业大学 2016
[4]人参锈腐病生防用拮抗细菌分离鉴定及机理初探[D]. 金海强.延边大学 2013
本文编号：3030902
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