玉米弯孢叶斑病菌超氧化物歧化酶（SOD1）功能初步研究

发布时间：2020-04-25 23:16

【摘要】：超氧化物歧化酶是生物体调节体内活性氧代谢平衡的重要因子之一,同时对生物体内信号转导起着至关重要的作用。由新月弯孢菌(Curvularia lunata(Walk)Boed.)侵染玉米引起的弯孢菌叶斑病是一种重要叶部病害,但其致病机制尚不十分明确。本文以玉米弯孢叶斑病菌超氧化物歧化酶SOD1(icCu/Zn-SOD)为研究对象,克隆并敲除该基因,分析SOD1对相关信号途径调控及病原菌生长发育、致病力、胁迫敏感性的影响,明确该基因的功能,为进一步丰富玉米弯孢叶斑病菌致病机制奠定基础。结果如下:1.玉米弯孢叶斑病菌SOD1基因全序列获得及生物信息学分析。根据已知C.lunata m118中SOD1基因全序列,经Blast比对获得C.lunata CX-3中SOD1基因全序列。在此基础上,分析玉米弯孢叶斑病菌SOD1基因和蛋白特征,该基因全长1032bp,含有4个外显子,编码154个氨基酸。SOD1定位于细胞质,为稳定亲水性蛋白,无信号肽。系统进化树分析发现,玉米弯孢叶斑病菌SOD1基因与高粱弯孢叶斑病菌SOD1基因系统进化关系最近,同源性高达94%。2.玉米弯孢叶斑病菌SOD1基因敲除和互补突变体的获得。本试验构建了SOD1基因敲除载体和互补载体,利用电击法将其转入到农杆菌AGL-1中,利用ATMT技术成功获得SOD1基因敲除和互补突变体,并对所得突变体进行了抗生素筛选和PCR验证。3.玉米弯孢叶斑病菌SOD1基因对相关信号途径基因调控的分析。为了全面了解SOD1基因对玉米弯孢叶斑病菌信号途径的调控,本文通过qRT-PCR技术对SOD1基因影响的相关信号途径关键基因进行表达分析,结果表明SOD1基因对G蛋白信号途径中的类视黄蛋白(nop-1)、MAPK蛋白激酶途径中的丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶ste20(stk-4)及黑色素合成途径中的三羟基萘还原酶(brn-1)都有调控作用。4.SOD1基因对玉米弯孢叶斑病菌生物学功能及致病力的影响。DAB染色发现,SOD1基因敲除后,成熟菌丝尖端过氧化氢浓度降低,表明SOD1基因是清除超氧根离子的关键基因。在抗胁迫试验中,ΔSOD1对过氧化氢、甲萘醌和氯化钠的敏感性显著高于野生型,表明SOD1基因影响玉米弯孢叶斑病菌抗氧化和渗透胁迫能力。同时形态学观察发现,ΔSOD1在生长初期菌丝黑色素合成明显减少,表明SOD1基因对黑色素合成具有调控作用。接种试验表明SOD1基因对致病力无明显影响。
【图文】：

叶绿体类囊体1O2和 O2-产生位点示意图（引自（Asada 20Fig 1 Production1O2and O2-in chloroplast thylakoids物体内呼吸的主要场所，，其代谢过程中也会产生大酶复合体（复合体 I、II、III、IV）和两种可移动的成。在进行有氧呼吸时，电子会沿呼吸链进行传递从呼吸链掉落，这些单电子会将分子氧还原生成 O

叶绿体类囊体1O2和 O2-产生位点示意图（引自（Asada 20Fig 1 Production1O2and O2-in chloroplast thylakoids物体内呼吸的主要场所，其代谢过程中也会产生大酶复合体（复合体 I、II、III、IV）和两种可移动的成。在进行有氧呼吸时，电子会沿呼吸链进行传递从呼吸链掉落，这些单电子会将分子氧还原生成 O
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S435.131

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本文编号：2640804