番茄灰叶斑病抗性应答基因的筛选及功能分析

发布时间：2020-05-15 05:05

【摘要】：本研究对番茄抗病材料(Motelle)和感病材料(Moneymaker)接种灰叶斑致病菌(S.lycopersici),并对接菌前后的番茄材料进行转录组测序(RNA-seq),结合qRT-PCR分析筛选出稳定显著差异表达的三个基因SlNLC1、SlPKY1和SlWYN1。通过外源激素茉莉酸甲酯(MeJA)和水杨酸(SA)胁迫处理番茄材料,进一步分析基因的表达模式。为了验证SlNLC1、SlPKY1和SlWYN1三个基因的的功能,我们利用病毒诱导基因沉默的方法(VIGS)分别沉默抗病材料中的这三个基因,对沉默植株进行接种病原菌和组织病理学观察实验。结果表明SlNLC1在番茄灰叶斑病的抗性调控中起重要作用。利用生物信息学分析的方法预测该基因的理化性质、结构域等方面的内容,从而系统分析SlNLC1参与番茄抗灰叶斑病菌抗性的调控作用。主要研究结果如下:(1)通过前期RNA-seq和qRT-PCR分析,筛选出了稳定显著上调的三个基因SlNLC1、SlPKY1和SlWYN1。(2)分别利用MeJA和SA胁迫处理抗性材料与感病材料,用qRT-PCR分析SlNLC1、SlPKY1和SlWYN1三个基因的表达模式。结果发现,与未处理的相比,SlNLC1、SlPKY1和SlWYN1三个基因表达量均增加了不同的倍数。表明SlNLC1、SlPKY1和SlWYN1三个基因均可被MeJA和SA成功诱导表达。(3)利用VIGS技术分别沉默SlNLC1、SlPKY1和SlWYN1三个基因,选取沉默成功的植株接种病原菌。在接种病原菌第三天时,发现沉默SlNLC1的番茄抗病植株出现了感病症状,推测SlNLC1与番茄灰叶斑病抗性有关。(4)为了进一步验证SlNLC1与抗病性的关系,对沉默的番茄植株进行了相关组织病理学观察实验。结果表明:在接种病原菌第3天时,与对照植株相比,经显微观测发现沉默SlNLC1的植株上有较弱的过敏坏死性反应(HR),并且伴随有少量的菌丝。除此之外,活性氧H_2O_2和O~2-含量、木质素与胼胝质的积累量均较低。根据这些结果,猜测SlNLC1在番茄灰叶斑病抗性反应中起着十分重要的作用,并且该基因的表达量与植物的抗病性呈正相关。(5)对SlNLC1进行了基本的理化性质和结构预测及序列比对和进化树的构建的生物信息学分析。主要结果表明SlNLC1属于NBS-LRR类中的“CC-NBS-LRR”。
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S436.412.19

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