玉米北方炭疽病菌（Kabatiella zeae）靶基因敲除体系建立及聚酮合酶基因KzPKS18功能初步研究

发布时间：2023-01-08 13:16

　　玉米北方炭疽病又称为玉米眼斑病,是由玉蜀黍球梗孢（Kabatiella zeae Narita et Hiratsuka）侵染引起的玉米叶部病害。近年来由于品种更替和栽培措施等条件的变化使玉米北方炭疽病的发生呈现上升趋势,常年造成减产5-10%。目前国内外对该病害的研究重点主要集中在病原菌分离、鉴定及生物学特性、病害发生规律和防治技术等方面,虽有学者利用农杆菌介导技术（ATMT）建立了玉米北方炭疽病菌突变体库,但研究该病菌致病机理的遗传转化方法以及致病相关基因功能的研究尚未见报道。聚酮合酶基因PKS18是黑色素合成的关键基因,已证明PKS18与玉米小斑病菌（Cochliobolus heterostrophus）、玉米弯孢叶斑病菌（Curvularia lunata）等多种玉米叶部病害的病原菌致病性关系密切。本文以克隆获得的KzPKS18基因为研究对象,利用生物信息学软件预测分析该基因编码的蛋白理化性质及功能。建立并优化了玉米北方炭疽病菌靶基因敲除体系;在此基础上研究了KzPKS18的生物学特性、抗胁迫能力及对致病力的影响,为进一步研究KzPKS18基因的功能奠定了基础。取得的主要研究... 

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摘要
Abstract
前言
第一章 玉米北方炭疽病与基因编辑技术研究进展
    1.1 玉米北方炭疽病研究概述
        1.1.1 发生概述
        1.1.2 分布
        1.1.3 病害症状
        1.1.4 危害
        1.1.5 病原
        1.1.6 发生规律
        1.1.7 综合防治
    1.2 基因编辑研究进展
        1.2.1 基因编辑原理
        1.2.2 基因编辑技术种类
    1.3 丝状真菌聚酮合酶(Polyketide synthase PKS)基因研究进展
        1.3.1 丝状真菌聚酮合酶的作用
        1.3.2 丝状真菌聚酮合酶的分类
        1.3.3 丝状真菌聚酮合酶基因获得方法
        1.3.4 丝状真菌聚酮合酶基因的功能验证
        1.3.5 丝状真菌聚酮合酶基因参与黑色素合成的过程
    1.4 本研究的目的与意义
第二章 玉米北方炭疽病菌PKS18 基因克隆与生物信息学分析
    2.1 材料与方法
        2.1.1 材料
        2.1.2 方法
    2.2 结果与分析
        2.2.1 KzPKS18 基因序列的获得
        2.2.2 开放阅读框分析
        2.2.3 蛋白的理化性质分析
        2.2.4 蛋白质的二级结构分析
        2.2.5 蛋白的跨膜区和信号肽分析
        2.2.6 亚细胞定位预测
        2.2.7 蛋白功能结构域分析
        2.2.8 KzPKS18 蛋白的三维结构图
        2.2.9 KzPKS18 的系统进化性分析
    2.3 小结
第三章 玉米北方炭疽病菌ATMT靶基因敲除体系的建立
    第一节 玉米北方炭疽病菌PKS18 基因敲除载体构建
        3.1 材料与方法
            3.1.1 材料
            3.1.2 方法
        3.2 结果与分析
            3.2.1 KzPKS18 基因5'端与3'端侧翼序列的扩增
            3.2.2 KzPKS18 基因片段与载体的连接与验证
            3.2.3 KzPKS18 基因敲除载体农杆菌验证
        3.3 小结
    第二节 玉米北方炭疽病ATMT靶基因敲除体系的建立
        3.1 材料与方法
            3.1.1 材料
            3.1.2 方法
        3.2 结果与分析
            3.2.1 农杆菌介导的玉米北方炭疽菌遗传转化
            3.2.2 不同浓度的分生孢子悬浮液对转化效率的影响
            3.2.3 农杆菌与分生孢子混合比例对转化效率的影响
            3.2.4 不同浓度的农杆菌菌悬液对转化效率的影响
            3.2.5 不同诱导时间对转化效率的影响
            3.2.6 不同共培养时间对转化效率的影响
            3.2.7 转化子验证
        3.3 小结
第四章 KzPKS18 基因对玉米北方炭疽病菌生长发育及致病力的影响
    4.1 材料与方法
        4.1.1 菌株
        4.1.2 供试培养基及培养条件
        4.1.3 缓冲液及试剂
        4.1.4 方法
    4.2 结果与分析
        4.2.1 菌落形态观察及生长速率测定
        4.2.2 产孢量测定
        4.2.3 萌发率测定
        4.2.4 附着胞形成率测定
        4.2.5 细胞壁完整性试验
        4.2.6 渗透胁迫试验
        4.2.7 抗氧化胁迫试验
        4.2.8 致病力检测
    4.3 小结
第五章 结论与讨论
    5.1 结论
    5.2 讨论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]基因编辑技术:进展与挑战[J]. 卢俊南,褚鑫,潘燕平,陈映羲,温栾,戴俊彪.  中国科学院院刊. 2018(11)
[2]六种重要玉米病害病原名称的厘定[J]. 王晓鸣.  中国农业科学. 2018(18)
[3]基因编辑技术及其应用的研究进展[J]. 李想,崔文涛,李奎.  中国畜牧兽医. 2017(08)
[4]玉米北方炭疽病病原鉴定及不同条件对其生长的影响[J]. 孟玲敏,苏前富,贾娇,张伟,李红,晋齐鸣.  玉米科学. 2016(04)
[5]真菌聚酮合酶基因研究进展[J]. 孙书荃,董章勇,张云霞,向梅梅.  仲恺农业工程学院学报. 2015(04)
[6]辽宁省玉米北方炭疽病菌的分离鉴定及生物学特性[J]. 孙佳莹,肖淑芹,路媛媛,涂广平,薛春生,陈捷.  植物保护学报. 2015(06)
[7]浅谈玉米北方炭疽病[J]. 张崎峰.  中国西部科技. 2014(01)
[8]基因编辑新技术研究进展[J]. 刘蓓,尉玮,王丽华.  亚热带农业研究. 2013(04)
[9]玉米北方炭疽病综合防治技术[J]. 岳维峰.  现代农村科技. 2012(14)
[10]植物病原真菌黑色素与致病性关系的研究进展[J]. 曹志艳,杨胜勇,董金皋.  微生物学通报. 2006(01)



本文编号：3728543