NbH2B和NbFD1基因在马铃薯X病毒侵染过程中的功能研究

发布时间：2023-01-04 19:23

　　植物病毒是一类重要的植物病原,对农作物造成严重危害,导致巨大经济损失。病毒在侵染过程中,植物体内的多种抗性途径也会发挥作用,抑制病毒的侵染,减轻病害的严重程度。进一步发掘植物体内参与抗性途径或者辅助病毒侵染的寄主成分对于了解病毒—植物相互作用、提出新型抗病策略具有重要意义。在前期对马铃薯X病毒（Potato virus X,PVX）侵染本氏烟（Nicotiana Benthamiana）后病毒编码的p25蛋白pull-down)质谱分析数据的基础上,对候选的本氏烟组蛋白H2B和铁氧化还原蛋白（ferredoxin 1,FD1）深入开展了其在病毒侵染过程中的功能研究。组蛋白H2B是组成染色体的重要成分,而且参与了翻译后修饰作用来调控基因表达,包括植物对病原体的免疫反应。本研究中,我们发现PVX侵染导致了本氏烟中H2B的mRNA和蛋白质水平的降低。利用烟草脆裂病毒（Tobacco rattle virus,TRV）介导病毒诱导基因沉默（Virus induced gene silencing,VIGS）来系统沉默H2B,于对照相比沉默H2B不影响TRV滴度。在H2B沉默的植株上接种PVX后... 

【文章页数】：92 页

【学位级别】：博士

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第一章 文献综述
    1.1 马铃薯X病毒
    1.2 本氏烟组蛋白H2B概述
    1.3 本氏烟铁氧化还原蛋白FD1的概述
    1.4 植物抗病机制概述
        1.4.1 植物的主要抗病毒机制
        1.4.2 水杨酸参与植物抗病毒病
        1.4.3 脱落酸参与植物抗病毒病
        1.4.4 胼胝质参与植物抗病毒病
    1.5 研究目的与意义
第二章 组蛋白H2B参与本氏烟对马铃薯X病毒抗性作用
    2.1 试验材料
        2.1.1 植物材料
        2.1.2 供试菌株和载体
        2.1.3 试验用试剂
    2.2 试验方法
        2.2.1 植物总RNA提取
        2.2.2 反转录合成cDNA
        2.2.3 基因扩增
        2.2.4 TRV介导VIGS载体构建
        2.2.5 热击转化大肠杆菌
        2.2.6 质粒抽提
        2.2.7 电击转化根癌农杆菌
        2.2.8 农杆菌共浸润本氏烟
        2.2.9 病毒摩擦接种
        2.2.10 半定量PCR
        2.2.11 实时荧光定量PCR
        2.2.12 Western blotting检测
        2.2.13 水杨酸含量测定
    2.3 试验结果
        2.3.1 H2B基因的克隆及序列分析
        2.3.2 H2B的组织特异性表达
        2.3.3 PVX侵染的本氏烟中H2B的积累量减少
        2.3.4 H2B沉默后叶片形态异常并且叶柄和茎坏死
        2.3.5 H2B沉默抑制了PVX在本氏烟上的积累
        2.3.6 H2B沉默使植物激素SA的积累增加
        2.3.7 阻断SA合成途径后H2B沉默植株叶柄和茎的坏死减轻
        2.3.8 H2B沉默植株中内源SA的积累促进了植物RNA沉默途径
    2.4 讨论
第三章 FD1参与本氏烟应对马铃薯X病毒侵染的多重响应
    3.1 试验材料
        3.1.1 植物材料
        3.1.2 供试菌株和载体
        3.1.3 试验用试剂
    3.2 试验方法
        3.2.1 酵母双杂交
        3.2.2 双分子荧光互补
        3.2.3 免疫共沉淀
        3.2.4 Western blotting检测
        3.2.5 qRT-PCR检测
        3.2.6 Nortem blotting检测
        3.2.7 叶绿素含量检测
        3.2.8 胼胝质体积量分析
        3.2.9 叶片组织切片和观察
        3.2.10 胞间连丝通透性分析
        3.2.11 外源施加植物激素
        3.2.12 ABA和SA激素含量测定
        3.2.13 原生质体制备及转染
    3.3 试验结果
        3.3.1 FD1基因的克隆及序列分析
        3.3.2 FD1的细胞定位
        3.3.3 FD1与PVX p25互作
        3.3.4 PVX或者p25蛋白表达诱导FD1积累量下调
        3.3.5 FD1沉默后植物生理变化
        3.3.6 FD1沉默有利于PVX的侵染
        3.3.7 FD1系统沉默促进PVX细胞间的运动和复制
        3.3.8 FD1系统沉默胼胝质积累量降低
        3.3.9 FD1沉默植株中ABA和SA激素含量降低
        3.3.10 过表达FD1提高植物对PVX的抗性
    3.4 讨论
第四章 全文总结与创新点
    4.1 结论
        4.1.1 组蛋白H2B参与本氏烟对马铃薯X病毒的抗性作用
        4.1.2 FD1参与本氏烟对马铃薯X病毒侵染的多重响应
    4.2 创新点
        4.2.1 组蛋白H2B与植物病毒PVX的联系
        4.2.2 FD1参与植物抵抗PVX侵染过程
参考文献
致谢
攻读学位论文期间发表文章


【参考文献】：
期刊论文
[1]Why mosaic? Gene expression profiling of African cassava mosaic virus-infected cassava reveals the effect of chlorophyll degradation on symptom development[J]. Jiao Liu,Jun Yang,Huiping Bi,Peng Zhang.  Journal of Integrative Plant Biology. 2014(02)
[2]Salicylic Acid and its Function in Plant Immunity[J]. Chuanfu An and Zhonglin Mou Department of Microbiology and Cell Science,University of Florida,Gainesville,FL 32611,USA.  Journal of Integrative Plant Biology. 2011(06)
[3]Disruption of phytoene desaturase gene results in albino and dwarf phenotypes in Arabidopsis by impairing chlorophyll, carotenoid, and gibberellin biosynthesis[J]. Genji Qin1;Hongya Gu1,2;Ligeng Ma1,3;Yiben Peng1;Xing Wang Deng1,3;Zhangliang Chen1;Li-Jia Qu1,2 1 Peking-Yale Joint Center for Plant Molecular Genetics and Agrobiotechnology, National Laboratory for Protein Engineering and Plant Genetic Engineering, College of Life Sciences, Peking University, Beijing 100871, China 2 The National Plant Gene Research Center (Beijing), Beijing 100101, China 3 Department of Molecular, Cellular, and Developmental Biology, Yale University, New Haven Connecticut 62520-8104, USA.  Cell Research. 2007(05)



本文编号：3727792