miR164-GhNAC100和GhWRKY22参与棉花抗黄萎病的机制分析
发布时间：2020-06-30 18:11
【摘要】：随着分子生物学不断的发展以及miRNA的功能发现,对于植物抗逆研究又有了新的突破口。在模式植物拟南芥中miR164调控植物的叶片和侧根发育及病原菌等非生物与生物胁迫。近几年来,逐渐展开了棉花mi RNA调控机制的研究,有关miR164调控棉花生理生化方面的报道越来越多,但有关miRNA调控棉花抗病性及其机制分析研究罕有报道。WRKY蛋白是最大转录因子家族之一,在植物调控网络中占有举足轻重的地位,有关棉花抗病WRKY转录因子的研究已经有一些报道。然而,棉花中WRKY蛋白参与抗病反应等分子机制有待于进一步研究。本研究对miR164及其靶基因GhNAC100和GhWRKY22参与棉花抗黄萎病性进行了研究,取得主要结果如下:1.通过sRNA组学和降解组测序数据分析,筛选出黄萎病病原菌(大丽轮枝菌,Verticillium dahliae)诱导表达差异显著的miR164及其预测靶基因GhNAC100。其表达进一步验证表明,在棉花接菌7 d后miR164表达显著下降,而靶基因GhNAC100表达呈现相反趋势。2.克隆了GhNAC100的全长基因及miR164的前体pre-miR164;构建了过表达载体pBI121-NACW、pBI-121-pre-miR164、pBI-121-NACM,并转入农杆菌GV3101中,进行烟草瞬时表达。结果表明了miR164能够降解其靶基因GhNAC100的mRNA,具有转录后调控作用。3.对棉花进行V.dahliae侵菌处理,结果发现接菌后GhNAC100的表达受到显著地诱导;并分析了茉莉酸甲酯(MeJA)与水杨酸(SA)两种激素诱导下GhNAC100的表达,结果显示GhNAC100响应SA和JA信号途径的诱导。4.构建了GhNAC100基因的病毒诱导沉默载体pYL-156-GNAC,将其转移到农杆菌GV3101中,注射棉花子叶获得GhNAC100基因沉默植株。对这些沉默植株接种V.dahliae并进行抗性分析,结果表明棉花GhNAC100沉默植株更易感病,V.dahliae病原菌回复率相对于对照显著提高。在GhNAC100沉默植株接菌72 h后,SA和JA抗病标志基因PR1、PDF1.2表达水平显著低于对照植株,暗示GhNAC100基因可能通过SA和JA信号途径参与棉花对V.dahliae的抗性。5.利用生物信息学筛选出8个与拟南芥直系同源的棉花抗病相关WRKY基因,其对V.dahliae诱导呈现不同的表达模式,其中GhWRKY22表达显著响应病原菌的诱导。在MeJA和SA的处理下,GhWRKY22基因表达显著上升,暗示该基因受到SA和JA信号途径的调控参与棉花抗病反应。6.利用植物病毒诱导基因沉默(VIGS)技术获得Gh WRKY22沉默棉花植株,该基因表达量被沉默了60%以上。对沉默植株接种V.dahlia,结果显示基因沉默植株表现为对病原菌侵染更敏感,发病率与病值、病原菌回复率均明显高于对照组。同时,分析抗病标志基因PR1、PR3、PR4、PR5、PAL和PDF1.2表达情况,结果显示这些抗病标志基因的表达量显著低于对照植株,揭示了Gh WRKY22基因是通过SA和JA信号途径参与棉花对V.dahliae的抗性。
【学位授予单位】：甘肃农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：Q943.2;S435.62
【图文】：
因 GhNAC100 两者之间存在着显著的负相关图 1 目的片段 PCR 产物琼脂糖凝胶电泳ose electrophoresis of extraction of PCR products oker；A1：GhNAC100 基因 PCR 产物； B1：GNAC GhNACM 基因 PCR 产物；D1：pre-miR164 基因kers; A1: PCR products of gene GhNAC100; B1: PCroducts of gene GhNACW and GhNACM; D1: PC
图 1 目的片段 PCR 产物琼脂糖凝胶电泳Fig.1 Agarose electrophoresis of extraction of PCR products of target gen：DL2 000 DNA marker；A1：GhNAC100 基因 PCR 产物； B1：GNAC100 基因 P；C1：GhNACW 与 GhNACM 基因 PCR 产物；D1：pre-miR164 基因 PCR 产物: DL2 000 DNA markers; A1: PCR products of gene GhNAC100; B1: PCR products AC100; C1: PCR products of gene GhNACW and GhNACM; D1: PCR products oe-miR164.
本文编号：2735648
【学位授予单位】：甘肃农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：Q943.2;S435.62
【图文】：
因 GhNAC100 两者之间存在着显著的负相关图 1 目的片段 PCR 产物琼脂糖凝胶电泳ose electrophoresis of extraction of PCR products oker；A1：GhNAC100 基因 PCR 产物； B1：GNAC GhNACM 基因 PCR 产物；D1：pre-miR164 基因kers; A1: PCR products of gene GhNAC100; B1: PCroducts of gene GhNACW and GhNACM; D1: PC
图 1 目的片段 PCR 产物琼脂糖凝胶电泳Fig.1 Agarose electrophoresis of extraction of PCR products of target gen：DL2 000 DNA marker；A1：GhNAC100 基因 PCR 产物； B1：GNAC100 基因 P；C1：GhNACW 与 GhNACM 基因 PCR 产物；D1：pre-miR164 基因 PCR 产物: DL2 000 DNA markers; A1: PCR products of gene GhNAC100; B1: PCR products AC100; C1: PCR products of gene GhNACW and GhNACM; D1: PCR products oe-miR164.
【参考文献】
相关期刊论文 前5条
1 卢秀茹;贾肖月;牛佳慧;;中国棉花产业发展现状及展望[J];中国农业科学;2018年01期
2 喻树迅;;中国棉花产业百年发展历程[J];农学学报;2018年01期
3 范强;王乐;谢彩玲;张宁;司怀军;吴家和;;棉花冠菌素不敏感因子GhCOI1基因分离和对大丽轮枝菌的抗性分析[J];华北农学报;2017年01期
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5 ;Research Progress on Functional Analysis of Rice WRKY Genes[J];Rice Science;2010年01期
本文编号：2735648
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