水稻纹枯病抗性相关基因OsSBR1的功能鉴定和组学分析

发布时间：2022-10-10 18:19

　　水稻纹枯病是水稻重要病害之一。水稻纹枯病抗性受多基因位点控制,为数量性状遗传,迄今尚未发现高抗或免疫的抗病水稻种质。研究水稻纹枯病抗性分子机制对培育抗病水稻品种和防治纹枯病具有重要意义。本实验室对水稻纹枯病抗性相关基因OsSBR1的前期研究结果表明,OsSBR1的RNAi抑制表达水稻株系对纹枯病表现抗病、过表达水稻株系表现感病。为了深入研究OsSBR1的生物学功能及相关抗病调控机理,本研究围绕OsSBR1转基因纯合株系的筛选及纹枯病抗性鉴定,OsSBR1编码蛋白的亚细胞定位,OsSBR1-RNAi株系和基因编辑纯合突变株系的转录组分析,以及OsSBR1-RN Ai株系中激素含量变化和差异代谢物进行研究。研究结果如下:（1）对OsSBR1过表达水稻株系和基因编辑纯合突变株系进行离体叶片接种鉴定,根据病斑面积大小,OsSBR1过表达株系表现纹枯病感病,基因编辑株系表现抗病,验证了Os SBR1负调控纹枯病抗性的研究结果。将OsSBR1-GFP融合蛋白表达载体和与RFP融合的内质网蛋白表达载体共转化水稻原生质体,GFP和RFP荧光信号完全重叠,从而将OsSBR1蛋白定位于水稻细胞内质网。（2... 

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
缩略词表
第1章 文献综述
    1.1 水稻纹枯病
        1.1.1 水稻纹枯病的发病症状
        1.1.2 水稻纹枯病菌侵染水稻的途径
        1.1.3 水稻纹枯病的防治
            1.1.3.1 纹枯病的非生物防治
            1.1.3.2 纹枯病的生物防治
        1.1.4 水稻纹枯病抗性品种的筛选与培育
    1.2 植物免疫机制
        1.2.1 植物的天然屏障
        1.2.2 植物先天免疫机制
            1.2.2.1 PTI免疫途径
            1.2.2.2 ETI免疫途径
            1.2.2.3 PTI与 ETI共享下游调控网络
    1.3 植物激素在抗病反应中的作用
        1.3.1 茉莉酸参与植物抗病反应
            1.3.1.1 茉莉酸生物合成途径
            1.3.1.2 茉莉酸信号转导途径
            1.3.1.3 茉莉酸在纹枯病抗性中的作用
        1.3.2 乙烯参与植物抗病反应
            1.3.2.1 乙烯生物合成途径
            1.3.2.2 乙烯信号转导途径
            1.3.2.3 乙烯在纹枯病抗性中的作用
        1.3.3 植物激素的调控网络在植物抗病中的作用
    1.4 组学在解析植物抗病调控通路中的作用
    1.5 研究目的与意义
        1.5.1 本研究室前期工作
        1.5.2 本研究的目的与意义
第2章 水稻纹枯病抗性相关基因OsSBR1的功能鉴定
    2.1 前言
    2.2 实验材料、试剂及仪器
        2.2.1 水稻材料
        2.2.2 实验试剂
        2.2.3 实验仪器
    2.3 实验方法
        2.3.1 OsSBR1 的转基因DNA载体
        2.3.2 OsSBR1的转基因纯合株系鉴定
            2.3.2.1 OsSBR1过表达材料的遗传分析和纯合性鉴定
            2.3.2.2 OsSBR1基因编辑株系的纯合鉴定
        2.3.3 水稻离体叶片纹枯病接种
            2.3.3.1 水稻育苗与纹枯菌培养
            2.3.3.2 水稻纹枯病离体叶片接种
            2.3.3.3 水稻纹枯病离体叶片接种后病斑面积的测量
        2.3.4 水稻RNA提取及q RT-PCR鉴定
            2.3.4.1 水稻RNA提取
            2.3.4.2 实时荧光定量RT-PCR鉴定
        2.3.5 OsSBR1编码蛋白的亚细胞精确定位
            2.3.5.1 水稻原生质体制备
            2.3.5.2 水稻原生质体转化及镜检
        2.3.6 OsSBR1基因编辑株系的粒长、粒宽和千粒重检测
    2.4 实验结果
        2.4.1 OsSBR1过表达株系对纹枯菌表现感病
        2.4.2 OsSBR1基因编辑株系纯合鉴定
        2.4.3 OsSBR1基因编辑株系表现纹枯病抗性
        2.4.4 OsSBR1基因编辑株系粒长、粒宽和千粒重的统计分析
        2.4.5 OsSBR1编码蛋白的亚细胞精确定位
    2.5 小结
    2.6 讨论
第3章 水稻OsSBR1基因编辑株系的转录组分析
    3.1 前言
    3.2 实验材料、试剂及仪器
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 实验试剂
        3.2.3 实验仪器
    3.3 实验方法
        3.3.1 转录组测序样品的准备
        3.3.2 转录组数据分析
            3.3.2.1 cDNA合成和测序
            3.3.2.2 生物信息学分析
        3.3.3 差异表达基因的q RT-PCR验证
    3.4 实验结果
        3.4.1 样本间关联性分析
        3.4.2 差异表达基因分析
        3.4.3 差异基因的GO分析
        3.4.4 差异基因的KEGG分析
        3.4.5 OsSBR1可能调控植物激素信号转导途径
        3.4.6 抗感基因型差异基因的q RT-PCR验证
        3.4.7 OsSBR1敲除株系接种样品中纹枯菌转录物检测和转录组分析
    3.5 小结
    3.6 讨论
第4章 水稻OsSBR1-RNAi株系的转录组分析
    4.1 前言
    4.2 实验材料、试剂及仪器
        4.2.1 实验材料
        4.2.2 实验试剂
        4.2.3 实验仪器
    4.3 实验方法
        4.3.1 转录组测序样品的准备
        4.3.2 转录组数据分析
            4.3.2.1 cDNA合成和测序原始数据处理
            4.3.2.2 生物信息学分析
        4.3.3 差异表达基因的q RT-PCR验证
    4.4 实验结果
        4.4.1 抗感基因型中水稻差异基因的筛选
        4.4.2 水稻差异表达基因的GO富集分析
        4.4.3 水稻差异表达基因的KEGG富集分析
        4.4.4 OsSBR1介导的纹枯病抗性与次生代谢物相关
        4.4.5 OsSBR1可能调控植物激素信号转导途径
        4.4.6 抗感基因型差异基因的q RT-PCR验证
        4.4.7 OsSBR1-RNAi株系接种样品中纹枯菌转录物检测和转录组分析
    4.5 小结
    4.6 讨论
第5章 水稻OsSBR1-RNAi株系的植物激素含量检测
    5.1 前言
    5.2 实验材料、试剂及仪器
        5.2.1 实验材料
        5.2.2 实验试剂
        5.2.3 实验仪器
    5.3 实验方法
        5.3.1 植物激素检测组织样品的准备
        5.3.2 植物激素检测样品的预处理
    5.4 实验结果
        5.4.1 茉莉酸类物质含量检测分析
        5.4.2 水杨酸含量检测分析
    5.5 小结
    5.6 讨论
第6章 水稻OsSBR1-RNAi株系的代谢组分析
    6.1 前言
    6.2
        6.2.1 实验材料
        6.2.2 实验试剂
        6.2.3 实验仪器
    6.3 实验方法
        6.3.1 植物组织样品的准备
        6.3.2 生物信息学分析
    6.4 实验结果
        6.4.1 抗感基因型之间差异代谢物分析
        6.4.2 抗感基因型之间差异代谢物的KEGG富集分析
    6.5 小结
    6.6 讨论
第7章 结论与展望
    7.1 本研究的主要结论
    7.2 本研究的创新点
    7.3 展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]水稻纹枯病的发生情况及综合防治现状[J]. 闫柏慧,郭圣婷.  南方农机. 2020(05)
[2]浅析水稻纹枯病防治关键技术[J]. 夏红芳.  农业与技术. 2019(22)
[3]调控苯丙烷类生物合成的MYB类转录因子研究进展[J]. 王玉,杨雪,杨蕊菁,王玉霞,杨飞霞,夏鹏飞,赵磊.  安徽农业大学学报. 2019(05)
[4]水稻纹枯病流行原因及综合防控对策探讨[J]. 张涛宏.  农村经济与科技. 2019(20)
[5]水稻纹枯病的突发与防治概述[J]. 章帅文,杨勇,李昆太.  生物灾害科学. 2019(02)
[6]水稻纹枯病综合防治要点[J]. 杨丽.  农民致富之友. 2019(13)
[7]水稻纹枯病连年流行原因分析及综合防控对策[J]. 王荣强,李春艳.  农业科技通讯. 2019(04)
[8]乙烯生物合成及信号转导途径中介导花衰老相关基因的研究进展[J]. 刘畅宇,陈勋,龙雨青,陈娅,刘湘丹,周日宝.  生物技术通报. 2019(03)
[9]对植物病害相关受体—NLR的研究[J]. 李小凡,王念,翟晓巧.  河南林业科技. 2019(01)
[10]浅述水稻纹枯病的发生情况及综合防治现状[J]. 林宇萍.  南方农业. 2018(36)

博士论文
[1]水稻茉莉酸和细胞分裂素信号相关基因及QTLqSB-11LE的抗纹枯病功能和机理研究[D]. 薛芗.扬州大学 2016

硕士论文
[1]转录因子XNDLs调控水稻抗纹枯病的机制研究[D]. 王子元.沈阳农业大学 2019
[2]水稻纹枯病抗性相关基因OsSBR1的功能研究[D]. 曲海艳.浙江师范大学 2018
[3]水稻抗感品种间纹枯病菌侵染结构及代谢组学差异比较[D]. 徐斌.扬州大学 2016
[4]水稻响应纹枯病菌侵染的转录组分析与离体叶片抗纹枯病接种方法的研究[D]. 马晨燕.浙江师范大学 2016
[5]水稻纹枯病菌Rhizoctonia solani AG1 IA侵染细胞学研究[D]. 唐长青.四川农业大学 2011



本文编号：3690120