小麦条锈菌海藻糖水解酶基因的克隆和功能分析

发布时间：2017-05-27 07:06

  本文关键词：小麦条锈菌海藻糖水解酶基因的克隆和功能分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：小麦条锈菌是一种喜冷凉的植物病原真菌,所引起的条锈病是小麦上的一种重大病害。迄今为止,对小麦条锈菌的低温适应机制缺乏研究。海藻糖水解酶(Trehalase)是微生物海藻糖水解途径中的关键酶,不仅能参与微生物的胁迫应答,也能参与微生物的生长发育过程。本研究首次从小麦条锈菌中克隆得到了海藻糖水解酶基因(PstNTH1、PstNTH2),分析了低温胁迫下该基因的表达模式及其对条锈菌致病力的影响,以期为深入了解小麦条锈菌低温适应机制提供参考依据。研究取得了以下主要结果:1、克隆得到了小麦条锈菌海藻糖水解酶基因PstNTH1和PstNTH2全长ORF,氨基酸序列结构预测发现两者具有海藻糖水解酶保守结构域。其中,PstNTH1与小麦条锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici PST-78)中的预测蛋白PSTG_04138同源性高达99%,与小麦秆锈菌(P.graminis f.sp.tritici CRL 75-36-700-3)中的α,α-海藻糖酶同源性为84%;PstNTH2与小麦条锈菌PST-78的海藻糖酶的同源性高达99%,与小麦秆锈菌中的预测蛋白PGTG_12486(XP_003330949.1)同源性为64%。2、条锈菌侵染过程中PstNTH1和PstNTH2基因相对表达量的实时荧光定量PCR检测结果表明,PstNTH2基因在接菌后6 h相对表达量显著升高,此时的条锈菌夏孢子正处于萌发阶段,表明该基因可能参与了条锈菌夏孢子萌发过程;在低温胁迫下(0℃、5℃),PstNTH1和PstNTH2基因的表达水平均有显著的上升,二者可能参与了小麦条锈菌低温胁迫应答过程。3、利用寄主诱导病菌基因沉默(host-induced gene silencing,HIGS)技术分别抑制条锈菌的PstNTH1和PstNTH2基因的表达,两个基因的沉默对条锈菌的产孢没有影响,而PstNTH2基因沉默后会导致菌落面积增大,PstNTH2基因可能参与了条锈菌菌丝的扩展过程。
【关键词】：小麦条锈菌 海藻糖水解酶 低温 致病力
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S435.121.42
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 文献综述11-20
• 1.1 小麦条锈菌的生物学特性11-12
• 1.2 海藻糖研究现状12-14
• 1.2.1 海藻糖在自然界中的分布12
• 1.2.2 逆境条件下海藻糖对生物分子的保护机制12-13
• 1.2.3 海藻糖生物学功能13-14
• 1.3 海藻糖水解酶的研究进展14-16
• 1.4 实时荧光定量PCR16-17
• 1.4.1 实时荧光定量PCR概述16
• 1.4.2 实时荧光定量PCR在植物病理学研究中的应用16-17
• 1.5 寄主诱导的基因沉默17-19
• 1.5.1 病毒诱导的基因沉默的研究进展17-18
• 1.5.2 寄主诱导的基因沉默的研究进展18-19
• 1.6 本研究选题的目的及意义19-20
• 第二章 PstNTH1和PstNTH2基因的克隆和功能分析20-34
• 2.1 试验材料20
• 2.1.1 菌种20
• 2.1.2 仪器20
• 2.1.3 试剂20
• 2.2 试验方法20-23
• 2.2.1 RNA的提取和纯化20-21
• 2.2.2 PstNTH1和PstNTH2全长cDNA的克隆21-22
• 2.2.3 PstNTH1和PstNTH2的低温表达特征22-23
• 2.2.4 寄主诱导病菌基因沉默23
• 2.3 结果与分析23-34
• 2.3.1 PstNTH1和PstNTH2的克隆和序列分析23-27
• 2.3.2 PstNTH1和PstNTH2的低温表达特征27-30
• 2.3.3 PstNTH1和PstNTH2基因沉默后对条锈菌表型和致病力的影响30-34
• 第三章 讨论34-36
• 第四章 结论与创新36-37
• 4.1 结论36
• 4.2 本研究的创新点36
• 4.3 问题及展望36-37
• 参考文献37-45
• 引物列表45-46
• 致谢46-47
• 个人简介47

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