玉米响应大斑病菌侵染的多组学分析及重要侵染相关基因的挖掘
发布时间：2021-07-19 13:45
玉米大斑病是世界玉米产区主要的真菌性病害之一,该病害主要通过损伤或杀死玉米叶片组织,减少植株的受光面积,降低光合作用效率,进而影响玉米的品质和产量。引起该病害的真菌为玉米大斑病菌（Setosphaeria turcica）。有关病菌侵染玉米的方式和过程已有较多研究,但两者之间相互作用的分子机制尚不明确。本研究以大斑病菌为研究对象,通过对病菌与玉米互作转录组的分析,并结合分子生物学手段,挖掘并验证了一些病菌重要的侵染相关基因;以玉米为研究对象,基于多种组学技术,分析了大斑病菌侵染过程中玉米叶片在转录组、蛋白质组以及磷酸化修饰水平上的变化,深入挖掘了与玉米响应大斑病菌侵染过程密切相关的功能基因和代谢途径,初步探究了玉米与大斑病菌互作过程的分子机制。主要研究结果如下:1.玉米大斑病菌重要侵染相关基因的挖掘与验证（1）通过互作转录组分析发现,共挖掘到583个与大斑病菌侵染密切相关的候选基因,其中包括StPBS2、StMKK1、StHOG1以及StKSS1等7个MAPK基因,STE12在内的1 1个转录因子基因,StSP1和StSP2在内的15个有功能注释的效应因子基因,以及StKU80在内的1...
【文章来源】：河北农业大学河北省
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２．１玉米大斑病菌侵染过程转录组分析??（Ａ）测序样本之间表达基因的ＰＣＡ分析，（Ｂ）差异表达基因维恩分析，（Ｃ－Ｅ）差异表达基因聚类分析，？１：色和??蓝色分别表示基因上调和下调
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【参考文献】：
期刊论文
[1]玉米大斑病菌MAPK超家族的全基因组鉴定及途径模型建立[J]. 巩校东,张晓玉,田兰,王星懿,李坡,张盼,王玥,范永山,韩建民,谷守芹,董金皋. 中国农业科学. 2014(09)
[2]Receptor-Like Kinases in Plant Innate Immunity[J]. Ying Wu,Jian-Min Zhou. Journal of Integrative Plant Biology. 2013(12)
[3]Research Progress on Northern Leaf Blight in Corn[J]. ZHAO Yingnan, and WANG Zhenhua College of Agriculture, Northeast Agricultural University, Harbin 150030, China. Journal of Northeast Agricultural University（English Edition）. 2009(02)
[4]Purification and Structural Analysis of a Selective Toxin Fraction Produced by the Plant Pathogen Setosphaeria turcica[J]. ZHANG Li-hui1,DONG Jin-gao1,WANG Chao-hua1 and LI Zheng-ping1,2 1 Mycotoxin Laboratory,Agricultural University of Hebei,Baoding 071001,P.R.China 2 College of Chemistry,Hebei University,Baoding 071000,P.R.China. Agricultural Sciences in China. 2007(04)
博士论文
[1]玉米大斑病菌漆酶基因家族鉴定及关键基因的功能解析[D]. 刘宁.河北农业大学 2019
[2]玉米大斑病菌黑色素合成途径相关基因的克隆及功能分析[D]. 曹志艳.河北农业大学 2009
本文编号：3290810
【文章来源】：河北农业大学河北省
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２．１玉米大斑病菌侵染过程转录组分析??（Ａ）测序样本之间表达基因的ＰＣＡ分析，（Ｂ）差异表达基因维恩分析，（Ｃ－Ｅ）差异表达基因聚类分析，？１：色和??蓝色分别表示基因上调和下调
?玉米响应大斑病菌侵染的多组学分析及重要侵染相关基因的挖掘???２．２．３?ＭＡＰＫ途径模型的构建??相似的序列具有相似的结构，相似的结构具有相似的功能，同源蛋白具有相同的生物功??能．报据前而的分析，结合酵母菌及其他植物病原真菌ＭＡＰＫ级联反应研究结果ＨＡ，推断玉米??大斑病原菌中可能存在４条ＭＡＰＫ级联反应（如图２．３所示）。其中一条为ＦＵＳ３／ＫＳＳ１途径，??首先活化的Ｓｔｕ－Ｓｔｅｌ?１使Ｓｔｕ－Ｓｔｅ７蛋白磷酸化位点“ＳＤＶＷＳ”中的２个Ｓｅｒ残基磷酸化，激活其活??性；然后活化的Ｓｔｕ－Ｓｔｅ７使Ｓｔｕ－Ｋｓｓｌ蛋白的磷酸化位点“ＴＥＹ”中的Ｔｈｒ残基磷酸化，激活其活??性，活化的Ｓｔｕ－Ｋｓｓ丨再激活其他的下游靶蛋白。在ＣＷＩ?（Ｃｅｌｌ?Ｗａｌｌ?Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）?－ＭＡＰＫ途径中，??活化的Ｓｔｕ－Ｂｃｋ丨使Ｓｔｕ－Ｍｋｋｌ蛋白磷酸化位点“ＳＤＶＷＳ”中的２个Ｓｅｒ残基磷酸化，激活活??性：然后活化的Ｓｔｕ－Ｍｋｋｌ使Ｓｔｕ－Ｓｌｔ２蛋白的磷酸化位点“ＴＥＹ”中的Ｔｈｒ残基磷酸化，激活其活??性。在ＨＯＧ－ＭＡＰＫ途径中，活化的Ｓｔｕ－Ｓｓｋ２使Ｓｔｕ－Ｐｂｓ２蛋白磷酸化位点“ＳＤＩＷＳ”中的２个Ｓｅｒ??残基磷酸化，激活其活性；然后活化的Ｓｔｕ－Ｐｂｓ２使Ｓｔｕ－Ｈｏｇ丨蛋白的磷酸化位点“ＴＧＹ”中的Ｔｈｒ??残锥磷酸化，激活ｉｔ活性。迅说在酵母菌中还没证据表明哪个ＭＡＰＫＫ能够激活丨ｍｅ２，?ｆｌｌ在Ｋ??米黑粉病原菌发现其同源蛋臼作用类似与ＭＡＰＫ，而在玉米大斑病菌中也鉴定出了其Ｍ源蛋广１??Ｓｔｌｍｅ２，?ｍｉ；有ＭＡＰＫ家族保守的激酶活性位点－Ｄ［Ｌ／Ｉ／Ｖ］Ｋ－和－ＴｘＹ－磷酸化位点。
?河北农业大学博士学位论文???＇?國?１?００???Ｉ０８０???＇７：－?；?￣２?ＳｔＳＬＴ２?＇?０?６０??！?：Ｓ，ＳＳＫ２?＿。２。??ＳＩＨＯＧ１?ｉ０００??—－?３?ｊＳ，ＳＴＥ１１??ｉ?ｉ??Ｉ?卜??一Ｈ?量?ＳｔＢＣＫＩ??ＢＢＢｊＢｗＢＢＢＢｊ?ｓｉｋｓｓｉ??ｒ＿ＢＢＳＩＰＳＳ２??％：：壓ＳＩＳＴＥ７??《．＃??＾?．０??图２＿４玉米大斑病菌ＭＡＰＫ基因在病菌侵染寄主过程中表达模式分析??ＴＰＭ农沁掂Ｗ的表达Ｍ，对；！ｔ标准化处ｆｆｌＵｆｉ绘制热Ｗ，?Ｗ屮８额＆山蓝到红趙Ｒ坫Ｗ农达Ｍ山低到Ａ。??Ｆｉｇｕｒｅ?２．４?Ｔｈｅ?ｔ＇ｘｐｒｅｓｓｉｏｎ?ｐｍ⑴ｅ?ｏｆｔｌＫ＇?ＭＡＰＫ?ｇｅｎｅｓ?〇ｒ‘Ｓ’ｔ＂叫ｗ以．／ａ?＂仍??ＴＰＭ?ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｓ?ｔｌｉｅ?ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ?ｌｅｖｅｌ?ｏｆ?ｇｅｎｅｓ．?Ａ?ｈｅａｔ?ｍａｐ?ｉｓ?ｄｒａｗｎ?ｂａｓｅｄ?ｎｏｍａｌｉｓｃｄ?ｉ賣ｍａｌｈ??ｂｌｕｅ?ｔｏ?ｒｅｄ?ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｓ?ｔｏ?ｔｈｅ?ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ?ｌｅｖｅｌ?ｆｒｏｍ?ｌｏｗ?ｌｏ?ｉｉｉｇｈ．??２．２．５?ＭＡＰＫ途径基因与病菌致病性??５７尸批２为ＨＯＧ－ＭＡＰＫ途径中的ＭＡＰＫＫ激酶基，数也；分析发现该祸因在＿＿ｋ米火斑病菌侵??染寄主的过程中表达量最高、上调倍数最大。利用本课题组前期创制的２株幻ＲＮＡｉ沉默??突变体，接种到生长至６叶期玉米叶片。观察发现３周ｎ绝火多数接种ＷＴ的１＜：米观察到明显??的病斑，两株ＲＮＡｉ沉默突体菌株对玉米叶片未造成明品坏死性病斑，初步证实了汾为玉??米大斑病菌侵染相关
【参考文献】：
期刊论文
[1]玉米大斑病菌MAPK超家族的全基因组鉴定及途径模型建立[J]. 巩校东,张晓玉,田兰,王星懿,李坡,张盼,王玥,范永山,韩建民,谷守芹,董金皋. 中国农业科学. 2014(09)
[2]Receptor-Like Kinases in Plant Innate Immunity[J]. Ying Wu,Jian-Min Zhou. Journal of Integrative Plant Biology. 2013(12)
[3]Research Progress on Northern Leaf Blight in Corn[J]. ZHAO Yingnan, and WANG Zhenhua College of Agriculture, Northeast Agricultural University, Harbin 150030, China. Journal of Northeast Agricultural University（English Edition）. 2009(02)
[4]Purification and Structural Analysis of a Selective Toxin Fraction Produced by the Plant Pathogen Setosphaeria turcica[J]. ZHANG Li-hui1,DONG Jin-gao1,WANG Chao-hua1 and LI Zheng-ping1,2 1 Mycotoxin Laboratory,Agricultural University of Hebei,Baoding 071001,P.R.China 2 College of Chemistry,Hebei University,Baoding 071000,P.R.China. Agricultural Sciences in China. 2007(04)
博士论文
[1]玉米大斑病菌漆酶基因家族鉴定及关键基因的功能解析[D]. 刘宁.河北农业大学 2019
[2]玉米大斑病菌黑色素合成途径相关基因的克隆及功能分析[D]. 曹志艳.河北农业大学 2009
本文编号：3290810
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