南方根结线虫趋化性相关基因的初步研究
发布时间:2020-04-12 08:46
【摘要】:根结线虫具有寄主广泛,难防治等特点,在世界范围内给农业生产带来巨大损失。其中南方根结线虫严重损害了农作物的产量和农民的收益。但是由于南方根结线虫独特的寄生性,对科研工作者研究其相关基因功能带来不少困难,随着RNA干扰技术的逐步成熟,为研究南方根结线虫基因功能提供了技术支持,加速了南方根结线虫基因功能的研究进程。本研究以南方根结线虫与秀丽隐杆线虫具有高同源性的MAPK基因为目的基因,利用RNAi技术初步鉴定了MAPK基因在南方根结线虫化感趋化行为中的调节功能,为南方根结线虫病的防治方面提供了思路。本研究基于秀丽隐杆线虫突变株的筛选,发现MAPK家族基因与线虫的趋化行为具有相关性。在南方根结线虫基因组中与秀丽隐杆线虫MAPK家族基因同源的基因有Mi-mpkk-1、Mi-mekk-2、Mi-lin-45、Mi-let-60。化合物A-1在0.1M浓度下能够有效吸引南方根结线虫,吸引率达到29%。为保障南方根结线虫具有更好的活力,本研究采用低浓度(0.1%)的间苯二酚刺激线虫取食,将分别经过含有Mi-mpk-1-dsRNA、Mi-mekk-2-dsRNA、Mi-lin-45-dsRNA、Mi-let-60-dsRNA的浸泡液处理过的J2幼虫进行RNAi。其中,RT-PCR实验结果显示,与对照相比,Mi-mpk-1基因的mRNA相对表达量下降53.56%,Mi-mek-2基因的mRNA相对表达量下降44.47%,Mi-lin-45基因的mRNA相对表达量下降17.26%,Mi-let-6 基因的mRNA相对表达量下降46.88%。实验结果表明相应靶基因得到成功抑制。在验证这四个基因在线虫化感趋化方面的功能的实验中,干扰成功的根结线虫对化合物A-1的趋化性明显下降,其中经Mi-mpk-l-dsRNA、Mi-let-60-dsRNA处理的线虫对化合物A-1的吸引率下降了27-42.76%,表明这四个基因对线虫化感趋化行为有调控作用。干扰成功的根结线虫对番茄的侵染率显示,与Buffer缓冲液和 NC-dsRNA 相比,实验处理组Mi-mpk-1-dsRNA、Mi-mek 2-dsRNA、Mi-let-60-dsRA线虫接种的番茄植株根结减少了 70.01%-87.67%,卵块减少了31.60%-71.86%,其中实验处理番茄根部的根系比较发达健壮,植株长势良好,而Mi-lin-45-dsRNA处理的线虫对番茄的侵染产生的卵块和根结的数量有所减少,无显著差异。本论文研究结果表明在南方根结线虫中MAPK家族四个相关基因在根结线虫对宿主的识别和侵染过程中有调控作用。
【图文】:
1.2侵染过程逡逑南方根结线虫是植物内寄生线虫,生活史为卵、幼虫、成虫三个阶段,,(如逡逑图1-1),邋一般营孤雌生殖,具有侵染能力的是自由活动的二龄幼虫(J2),侵染部逡逑位主要为植物的须根和侧根,J2阶段的根结线虫建立取食位点后,便继续发育形逡逑成三龄幼虫(J3)、四龄幼虫(J4)以至雌成虫(adult邋femal)[7]。在建立取食位点逡逑前,根结线虫头部的头感器(amphid)能够帮,助线虫感受土壤中的各种化学信逡逑号,进而寻找寄主和定位侵染[8],线虫通常先由植株根尖伸长区入侵,用口针刺穿逡逑原生木质部的原形成层细胞,将分泌物注入到形成层细胞内,刺激植物根部形成逡逑根结作为自己的取食位点[9]。根结线虫尾部的尾感器(phasmicl)也具有化学信号感逡逑知力和分泌特殊分泌物的能力[1()]。另外根结线虫的体壁(hypodermis/cutide)产生逡逑1逡逑
达[17]。逡逑1.3.邋2邋MAPK途径在6/呀^5中的相关研究逡逑目前报道C.邋e/egara中有三条MAPK通路(如图1-2)。第一条是SAPK/JNKs逡逑(应激活化蛋白激酶/c-JunN端激酶)。该通路由基因组成,在线虫逡逑中被确认是神经通路的一部分,参与协调运动。第二条是p38信号通路,由核心逡逑元件my-i、组成,参与线虫免疫反应。第三条是ERKs邋(细胞外信号逡逑调节激酶)通路,由核心基因/〖n-45、meA:-2、mpk-i组成,该通路是C.e〖eg<ms存逡逑活和生长发育所必需的[18,19]。JNK通路通过正调控转录因子在C.e/egaw逡逑的寿命和抗应激反应起作用。Seung邋Wook扣a/.的研究表明JNK通路与胰岛素信逡逑号途径平行,最后共同作用于对线虫的寿命起调节作用。卢卜/可以直接逡逑与也/-M相互作用并使其磷酸化从而促进进入细胞核[2()]。有报道发现扣灸-i逡逑对入核和da/M靶基因(超氧化物歧化酶3,S0D-3)在周围非神经元组织逡逑中的表达有促进作用
【学位授予单位】:云南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:S432.45
本文编号:2624520
【图文】:
1.2侵染过程逡逑南方根结线虫是植物内寄生线虫,生活史为卵、幼虫、成虫三个阶段,,(如逡逑图1-1),邋一般营孤雌生殖,具有侵染能力的是自由活动的二龄幼虫(J2),侵染部逡逑位主要为植物的须根和侧根,J2阶段的根结线虫建立取食位点后,便继续发育形逡逑成三龄幼虫(J3)、四龄幼虫(J4)以至雌成虫(adult邋femal)[7]。在建立取食位点逡逑前,根结线虫头部的头感器(amphid)能够帮,助线虫感受土壤中的各种化学信逡逑号,进而寻找寄主和定位侵染[8],线虫通常先由植株根尖伸长区入侵,用口针刺穿逡逑原生木质部的原形成层细胞,将分泌物注入到形成层细胞内,刺激植物根部形成逡逑根结作为自己的取食位点[9]。根结线虫尾部的尾感器(phasmicl)也具有化学信号感逡逑知力和分泌特殊分泌物的能力[1()]。另外根结线虫的体壁(hypodermis/cutide)产生逡逑1逡逑
达[17]。逡逑1.3.邋2邋MAPK途径在6/呀^5中的相关研究逡逑目前报道C.邋e/egara中有三条MAPK通路(如图1-2)。第一条是SAPK/JNKs逡逑(应激活化蛋白激酶/c-JunN端激酶)。该通路由基因组成,在线虫逡逑中被确认是神经通路的一部分,参与协调运动。第二条是p38信号通路,由核心逡逑元件my-i、组成,参与线虫免疫反应。第三条是ERKs邋(细胞外信号逡逑调节激酶)通路,由核心基因/〖n-45、meA:-2、mpk-i组成,该通路是C.e〖eg<ms存逡逑活和生长发育所必需的[18,19]。JNK通路通过正调控转录因子在C.e/egaw逡逑的寿命和抗应激反应起作用。Seung邋Wook扣a/.的研究表明JNK通路与胰岛素信逡逑号途径平行,最后共同作用于对线虫的寿命起调节作用。卢卜/可以直接逡逑与也/-M相互作用并使其磷酸化从而促进进入细胞核[2()]。有报道发现扣灸-i逡逑对入核和da/M靶基因(超氧化物歧化酶3,S0D-3)在周围非神经元组织逡逑中的表达有促进作用
【学位授予单位】:云南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:S432.45
【参考文献】
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本文编号:2624520
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