铁离子通道关键酶基因ClNPS6和ClFtr1调控玉米弯孢叶斑病菌致病力的分子机制

发布时间：2022-12-09 02:06

　　由新月弯孢菌（Curvularia lunata（Walk）Boed.）侵染引起的弯孢叶斑病是一种重要玉米叶部病害。目前对于玉米弯孢叶斑病菌致病力的研究主要集中在毒素、黑色素及细胞壁降解酶等方面,已有研究表明铁离子是植物病原真菌保持致病力的必要条件。因此本文以玉米弯孢叶斑病菌为研究对象,通过分析铁载体吸收途径（Siderophore absorption,SIA）中铁载体生物合成关键酶基因—非核糖体肽合成酶6（Nonribosomal peptide synthetases 6,NPS6）和还原性铁吸收途径（Reduced iron absorption,RIA）中转运关键酶基因—铁通透酶（Fe transporter permease,Ftr1）的作用,明确其对玉米弯孢叶斑病菌致病力的影响,并通过转录组学方法,明确ClNPS6和ClFtr1调控玉米弯孢叶斑病菌致病力机理,为进一步丰富玉米弯孢叶斑病菌致病分子机制奠定基础。取得的主要结果如下:1.明确非核糖体肽合成酶（NRPS）基因对玉米弯孢叶斑病菌致病力的影响。采用生物信息学方法确定玉米弯孢叶斑病菌中含有6个NRPS基因,分别为ClN... 

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前言
第一章 玉米弯孢叶斑病菌致病机制与植物病原真菌铁离子代谢研究进展
    1.1 玉米弯孢叶斑病菌致病机制研究进展
    1.2 植物病原菌铁离子代谢研究进展
    1.3 铁离子调控植物病原真菌致病力研究进展
第二章 非核糖体肽合成酶(NRPS)基因对玉米弯孢叶斑病菌致病力影响
    第一节 玉米弯孢叶斑病菌NRPS生物信息学分析
        2.1 材料与方法
        2.2 结果与分析
            2.2.1 核苷酸序列获得
            2.2.2 ORF分析
            2.2.3 理化性质分析
            2.2.4 蛋白质二级结构分析
            2.2.5 亚细胞定位预测
            2.2.6 蛋白功能结构域分析
            2.2.7 NRPS结构预测
            2.2.8 ClNRPS进化分析
        2.3 小结
    第二节 玉米弯孢叶斑病菌非核糖体肽合成酶基因敲除载体构建
        2.1 材料与方法
        2.2 结果与分析
            2.2.1 侧翼片段的获得
            2.2.2 敲除载体构建与验证
            2.2.3 敲除载体转入农杆菌PCR验证
        2.3 小结
    第三节 玉米弯孢叶斑病菌非核糖肽合成酶基因突变体致病力检测
        2.1 材料与方法
        2.2 结果与分析
            2.2.1 ClNRPS突变体的获得
            2.2.2 ClNRPS突变体致病力测定
        2.3 小结
第三章 铁离子对玉米弯孢叶斑病菌生长发育的影响
    3.1 材料和方法
    3.2 结果与分析
        3.2.1 铁离子对C.lunata生长的影响
        3.2.2 铁离子对C.lunata分生孢子产生,萌发和芽管长度的影响
        3.2.3 铁离子对C.lunata致病力的影响
        3.2.4 铁离子对C.lunata毒素的影响
        3.2.5 铁离子对离、活体细胞壁降解酶活性的影响
    3.3 小结
第四章 铁载体(SIA)和还原铁(RIA)吸收途径中关键酶基因克隆及功能分析
    第一节 ClNPS6和ClFtr1基因敲除及互补载体构建
        4.1 材料与方法
        4.2 结果与分析
            4.2.1 玉米叶片铁离子含量测定
            4.2.2 不同铁离子浓度条件下ClNPS6和ClFtr1的表达
            4.2.3 ClNPS6和ClFtr1同源性分析
            4.2.4 5'端与3'端侧翼片段的获得
            4.2.5 侧翼片段与双元载体连接
            4.2.6 农杆菌PCR验证
        4.3 小结
    第二节 ClNPS6和ClFtr1功能分析
        4.1 材料与方法
        4.2 结果与分析
            4.2.1 突变体获得
            4.2.2 铁载体鉴定
            4.2.3 生长速率测定
            4.2.4 产孢量测定
            4.2.5 附着胞测定
            4.2.6 子囊及子囊孢子测定
            4.2.7 敏感性测定
            4.2.8 致病力测定
        4.3 小结
    第三节 铁载体途径(SIA)转运蛋白基因克隆及功能分析
        4.1 材料与方法
        4.2 结果与分析
            4.2.1 转运蛋白基因表达检测
            4.2.2 敲除载体构建
            4.2.3 突变体获得
            4.2.4 突变体生长速率测定
            4.2.5 突变体产孢量及孢子萌发测定
            4.2.6 突变体附着胞产生测定
            4.2.7 突变体致病力测定
        4.3 小结
第五章 ClFtr1和ClNPS6调控玉米弯孢叶斑病菌致病力分子机制
    第一节 转录水平分析ClFtr1和ClNPS6的调控作用
        5.1 材料与方法
        5.2 结果与分析
            5.2.1 测序结果
            5.1.2 新基因分析
            5.1.3 下调差异表达基因筛选及聚类分析
            5.1.4 qRT-PCR验证结果
        5.3 小结
    第二节 ClFtr1和ClNPS6调控玉米弯孢叶斑病菌致病力分子机制
        5.1 材料与方法
        5.2 结果与分析
            5.2.1 侵染过程中ClNPS6和ClFtr1表达
            5.2.2 侵染过程组织学观察
            5.2.3 侵染过程中ClNPS6和ClFtr1对致病因子相关基因表达的影响
        5.3 小结
第六章 结论与讨论
    6.1 结论
    6.2 有待进一步研究之处
    6.3 论文创新点
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]玉米弯孢叶斑病菌致病相关黑色素和毒素合成基因协同表达研究初探[J]. 高金欣,荆晶,陈捷.  上海交通大学学报(农业科学版). 2015(04)
[2]玉米弯孢菌侵染过程的组织学观察[J]. 薛春生,赵志伟,肖淑芹,黄伟东,蔡蕾,陈捷.  玉米科学. 2010(04)
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[7]玉米叶片受新月弯孢菌侵染后的细胞病理学变化[J]. 黄丽丽,王兰,康振生,赵杰,张管曲.  植物病理学报. 2004(01)
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[9]玉米弯孢叶斑病菌毒素对寄主防御酶系活性的影响及诱导抗性效应[J]. 陈捷,蔺瑞明,高增贵,薛春生,鄢洪海,郭红莲.  植物病理学报. 2002(01)
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硕士论文
[1]玉米弯孢叶斑病菌Ras同源蛋白Clg2p基因的功能研究[D]. 马炳辰.黑龙江八一农垦大学 2014
[2]玉米弯孢霉叶斑病菌Clm1基因的克隆与功能分析[D]. 王嘉渊.上海交通大学 2011
[3]玉米弯孢霉叶斑病菌Clk1基因的克隆与功能分析[D]. 周斐红.上海交通大学 2010
[4]玉米与新月弯孢菌互作的组织病理学研究[D]. 王兰.西北农林科技大学 2002
[5]玉米弯孢叶斑病的初侵染源、病菌生物学特性及种质资源抗性评价的研究[D]. 李富华.四川农业大学 2002
[6]玉米抗弯孢叶斑病的生化机制研究[D]. 黄娅琳.四川农业大学 2002



本文编号：3714597