活性氧清除基因及果胶裂解酶基因对禾谷镰孢菌致病性影响的研究
发布时间：2022-01-11 22:06
禾谷镰孢菌（Fusarium graminearum）是子囊菌门的丝状真菌,有性态为玉蜀黎赤霉（Gibberella zeae）,能侵染小麦、大麦、水稻、燕麦等禾谷类作物的穗、茎、茎基部和根部等部位,引起穗腐、茎腐、茎基腐和根腐病等病害,对农业生产造成巨大的损失。多年以来,科研工作者一直试图寻找有效且环境友好的控制方法,但都收效甚微。了解禾谷镰孢菌侵染寄主时的关键毒力基因,从致病菌的角度去了解植物与真菌相互作用的过程,将有助于寻找到新的抗病靶位点。通过分析禾谷镰孢菌侵染寄主小麦胚芽鞘的动态基因表达谱,发现了一个在侵染时期特异性高表达的Cu-Zn SOD （铜-锌超氧化物歧化酶,SOD1）。在野生型禾谷镰孢菌中组成型表达SOD1-RFP,发现其定位于真菌细胞内部。通过构建重组蛋白表达载体,获得纯化后的蛋白,并用于体外酶活测定实验,结果证实该基因所编码的蛋白就是Cu-Zn SOD。运用基因敲除技术,获得该基因的单基因敲除突变体,并对其进行了多项表型分析,结果显示该蛋白能够保护禾谷镰孢菌抵抗胞内超氧阴离子的胁迫,且突变体较野生型菌株的致病力明显变弱。本研究中意外发现SOD1突变体在H202环...
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
综述：生物体内活性氧的产生、清除及相关作用
1 活性氧分子的种类
2 活性氧分子的来源
3 活性氧分子清除机制
3.1 酶依赖型的活性氧清除机制
3.2 非酶依赖型的活性氧清除机制
4 ROS在信号转导途径中的作用
5 病原菌对抗植物ROS
6 展望
参考文献
第一章 ：一个胞内的Cu-Zn SOD和一个分泌型的Catalase帮助禾谷镰孢菌在侵染寄主的过程中抵抗ROS
1 引言
2 材料与方法
2.1 小麦品种及种植条件
2.2 禾谷镰孢菌的培养
2.3 禾谷镰孢菌接种小麦胚芽鞘
2.4 禾谷镰孢菌接种小麦穗部
2.5 显微观察
2.6 RNA抽提
2.7 RNA反转录
2.8 大肠杆菌菌株、使用的载体和培养基
2.9 DNA相关操作
2.10 基因敲除、互补的方法和转化子的验证
2.11 禾谷镰孢菌原生质体的制备和转化
2.12 DAB(diamino benzidine,二氨基联苯胺)染H_2O_2
2.13 平板实验
2.14 大肠杆菌中蛋白质的表达
2.15 大肠杆菌表达蛋白的纯化
2.16 酶活性测定
2.17 生物分析软件
3 结果分析
3.1 禾谷镰孢菌侵染寄主小麦胚芽鞘进程的观察
3.2 禾谷镰孢菌侵染胚芽鞘时调高表达了一个胞内Cu-Zn SOD
3.3 SOD1帮助禾谷镰孢菌维持体内超氧阴离子平衡
3.4 SOD1是禾谷镰孢菌侵染寄主所必须的
3.5 外源添加过氧化氢使△sod1的孢子萌发速率减缓
3.6 侵染寄主时禾谷镰孢菌必须应对大量H_2O_2
3.7 禾谷镰孢菌侵染胚芽鞘时调高表达了一个分泌型过氧化氢酶
3.8 CAT1帮助禾谷镰孢菌抵抗外界H_2O_2的胁迫
3.9 CAT1是禾谷镰孢菌侵染寄主所必须的
3.10 △cat1侵染胚芽鞘时的DAB染色
3.11 △cat1 sod1双基因突变体的构建及致病力检测
4 讨论
5 参考文献
附录1：本研究中所用的部分引物及用途
附录2：本研究中所有穗部侵染图片
第二章 ：禾谷镰孢菌果胶裂解酶PelA的生物学功能分析
1 引言
2 材料与方法
2.1 实验材料
2.2 实验方法
3 实验结果
3.1 禾谷镰孢菌在侵染小麦胚芽鞘时上调表达了果胶裂解酶
3.2 原核表达PelA
3.3 环境因素对PelA活性的影响
3.4 PelA单基因突变体的构建及致病性检测
4 讨论
5 参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Reactive Oxygen Species during Plant-microorganism Early Interactions[J]. Amrit K.Nanda,Emilie Andrio,Daniel Marino,Nicolas Pauly,Christophe Dunand. Journal of Integrative Plant Biology. 2010(02)
[2]一株菠萝叶纤维脱胶菌产果胶酶的相关性质研究[J]. 邓伟科,刘恩平,郭安平,高秋芳,郭运玲,贺立卡. 广东农业科学. 2009(09)
[3]禾谷镰孢转化体系的优化[J]. 袁婷露,张彦,於新建,曹秀云,张栋. 植物生理学通讯. 2008(02)
[4]碱性果胶酶的应用进展[J]. 李祖明,何立千,李鸿玉,白志辉,叶磊,荣瑞芬. 食品科技. 2007(08)
[5]果胶酶及其在果蔬汁加工中的应用[J]. 王卫东,孙月娥. 食品研究与开发. 2006(11)
本文编号：3583526
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
综述：生物体内活性氧的产生、清除及相关作用
1 活性氧分子的种类
2 活性氧分子的来源
3 活性氧分子清除机制
3.1 酶依赖型的活性氧清除机制
3.2 非酶依赖型的活性氧清除机制
4 ROS在信号转导途径中的作用
5 病原菌对抗植物ROS
6 展望
参考文献
第一章 ：一个胞内的Cu-Zn SOD和一个分泌型的Catalase帮助禾谷镰孢菌在侵染寄主的过程中抵抗ROS
1 引言
2 材料与方法
2.1 小麦品种及种植条件
2.2 禾谷镰孢菌的培养
2.3 禾谷镰孢菌接种小麦胚芽鞘
2.4 禾谷镰孢菌接种小麦穗部
2.5 显微观察
2.6 RNA抽提
2.7 RNA反转录
2.8 大肠杆菌菌株、使用的载体和培养基
2.9 DNA相关操作
2.10 基因敲除、互补的方法和转化子的验证
2.11 禾谷镰孢菌原生质体的制备和转化
2.12 DAB(diamino benzidine,二氨基联苯胺)染H_2O_2
2.13 平板实验
2.14 大肠杆菌中蛋白质的表达
2.15 大肠杆菌表达蛋白的纯化
2.16 酶活性测定
2.17 生物分析软件
3 结果分析
3.1 禾谷镰孢菌侵染寄主小麦胚芽鞘进程的观察
3.2 禾谷镰孢菌侵染胚芽鞘时调高表达了一个胞内Cu-Zn SOD
3.3 SOD1帮助禾谷镰孢菌维持体内超氧阴离子平衡
3.4 SOD1是禾谷镰孢菌侵染寄主所必须的
3.5 外源添加过氧化氢使△sod1的孢子萌发速率减缓
3.6 侵染寄主时禾谷镰孢菌必须应对大量H_2O_2
3.7 禾谷镰孢菌侵染胚芽鞘时调高表达了一个分泌型过氧化氢酶
3.8 CAT1帮助禾谷镰孢菌抵抗外界H_2O_2的胁迫
3.9 CAT1是禾谷镰孢菌侵染寄主所必须的
3.10 △cat1侵染胚芽鞘时的DAB染色
3.11 △cat1 sod1双基因突变体的构建及致病力检测
4 讨论
5 参考文献
附录1：本研究中所用的部分引物及用途
附录2：本研究中所有穗部侵染图片
第二章 ：禾谷镰孢菌果胶裂解酶PelA的生物学功能分析
1 引言
2 材料与方法
2.1 实验材料
2.2 实验方法
3 实验结果
3.1 禾谷镰孢菌在侵染小麦胚芽鞘时上调表达了果胶裂解酶
3.2 原核表达PelA
3.3 环境因素对PelA活性的影响
3.4 PelA单基因突变体的构建及致病性检测
4 讨论
5 参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Reactive Oxygen Species during Plant-microorganism Early Interactions[J]. Amrit K.Nanda,Emilie Andrio,Daniel Marino,Nicolas Pauly,Christophe Dunand. Journal of Integrative Plant Biology. 2010(02)
[2]一株菠萝叶纤维脱胶菌产果胶酶的相关性质研究[J]. 邓伟科,刘恩平,郭安平,高秋芳,郭运玲,贺立卡. 广东农业科学. 2009(09)
[3]禾谷镰孢转化体系的优化[J]. 袁婷露,张彦,於新建,曹秀云,张栋. 植物生理学通讯. 2008(02)
[4]碱性果胶酶的应用进展[J]. 李祖明,何立千,李鸿玉,白志辉,叶磊,荣瑞芬. 食品科技. 2007(08)
[5]果胶酶及其在果蔬汁加工中的应用[J]. 王卫东,孙月娥. 食品研究与开发. 2006(11)
本文编号：3583526
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/nykj/3583526.html
