OsATG7参与水稻病害防卫功能研究

发布时间：2020-05-12 16:14

【摘要】：水稻既是基础生物研究的模式植物,也是世界上最重要的粮食作物之一。稻瘟菌、白叶枯菌等许多病原菌皆可引发水稻病害的发生,从而导致稻米产量和品质的下降。植物通过长期进化形成了抵御病原菌入侵和迫害的精细先天免疫系统,前人研究表明植物自噬途径也能参与调控植物对病原菌的防御反应。本研究以水稻自噬相关基因OsATG7的突变体atg7为试验材料,对其进行了表型鉴定和病原菌接种实验,构建了OsATG7基因的相关载体,并进行了遗传转化,探索了水稻自噬途径及OsATG7基因是否且如何参与水稻抗病防卫反应。结果如下:1、水稻atg7纯合突变体株型矮小、茎秆纤细、分蘖少、根系少,其花粉可育但花药不开裂,不能结实。2、喷施赤霉素能恢复水稻atg7纯合突变体株高表型。经GA合成途径相关基因表达量检测后推测,赤霉素合成途径受阻可能是导致atg7纯合突变体株型变矮的主要原因。3、构建了OsATG7亚细胞定位、超表达和互补表达载体,还构建了自噬marker基因OATG8a、ATG8d与RFP荧光蛋白基因的融合表达载体。将这些载体进行了遗传转化,得到了相应的T_0代转基因植株。对各T_0代植株进行了相关生物学鉴定,即将收获T_1代种子。4、稻瘟菌接种实验表明,无论是苗期喷雾接种还是分蘖期离体叶片划伤接种,atg7纯合突变体相对于野生型和杂合突变体表现出更抗稻瘟病的表型,说明OsATG7负调控水稻稻瘟病抗性。H_2O_2含量测定结果表明,未接种稻瘟菌时,atg7纯合突变体中H_2O_2含量显著低于野生型中含量,在接种稻瘟菌12h时,atg7纯合突变体和野生型植株中H_2O_2含量都有明显的升高,但纯合突变体中的升高倍数显著高于野生型植株。因此推测,在病原菌侵染时,atg7纯合突变体和野生型植株体内H_2O_2含量都有诱导上调,但是野生型植株中由于自噬的存在,上调的H_2O_2很快被自噬途径介导下调,而纯合突变体中大量上调的H_2O_2不能被有效的快速降解,从而能较强的诱导抗病反应来限制水稻叶片上稻瘟菌的繁殖扩张。5、经flg22和chitin处理水稻atg7突变体后,我们检测了抗性相关基因PBZ1和OsRac1的表达情况。结果表明,缺失OsATG7基因减弱了flg22诱导的水稻防卫反应信号,但增强了chitin诱导的水稻防卫反应信号,同时也加强了OsRac1介导的抗病信号反应途径。这些结果表明OsATG7参与水稻抵抗病原菌的PTI免疫反应。6、白叶枯菌接种结果表明,水稻atg7纯合突变体和野生型植株对白叶枯菌的抗性无显著差异,都表现出较强抗性。
【学位授予单位】：湖南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S435.111.2

【参考文献】

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1 张海旺;房文文;刘翠翠;赵文生;彭友良;;离体水稻叶片划伤接种鉴定稻瘟菌的致病型[J];植物保护;2014年05期

2 张微;孙鸿;邢莉萍;卫晓静;王华忠;;小麦自噬相关基因ATG10的克隆及白粉菌侵染诱导的ATG10的表达[J];作物学报;2014年08期

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本文编号：2660492