烟草抗赤星病品种蛋白质组分析及NbMLP423基因功能研究

发布时间：2020-07-07 17:13

【摘要】：烟草赤星病是由链格孢菌(Alternaria alternata)侵染引起的真菌病害,对烟草生产造成了严重威胁,种植抗烟草赤星病品种是最经济有效的防治途径。但是,烟草抗赤星病机理仍然不清楚,且烟草抗赤星病基因仍未实现精细定位,限制了优异抗源的筛选、利用及抗性基因的挖掘。本研究利用抗病品种净叶黄(JYH)、感病品种NC82及其F_(2:3)家系群体构建了抗病亲本池(JYH)、感病亲本池(NC82)、抗病群体池(R-pool)、感病群体池(S-pool),采用iTRAQ技术开展了蛋白质组差异分析,进一步探究烟草抗赤星病机理,挖掘抗赤星病相关蛋白并进行基因功能研究。1.利用iTRAQ技术,从四组样品中鉴定到可信蛋白3808个(FDR≤1%);筛选出差异表达蛋白605个(Foldchange为2倍),其中JYH vs NC82鉴定出差异蛋白355个,R-pool vs S-pool鉴定出差异蛋白225个。JYH vs NC82和R-pool vs S-pool两组样品中有12个共同上调表达蛋白,11个共同下调表达蛋白。2.GO功能富集结果表明,差异蛋白主要参与光合作用、氧化还原、活性氧代谢等生物过程,定位在光合作用相关组件、细胞壁结构、细胞质等细胞组分上,具有氧化还原酶活性、氧化磷酸化、几丁质酶活性等分子功能;差异表达蛋白参与的KEGG代谢通路以与光合作用相关的物质代谢为主,还包括磷酸戊糖、类黄酮生物合成、过氧化物酶体等代谢途径。说明抗赤星病烟草品种(JYH)可能通过增强能量代谢、调控细胞壁结构以及提高应激蛋白表达量提高自身的抗病性。3.在差异蛋白分析中,发现MLP423(Major latex-like protein 423)蛋白在抗病亲本池和抗病群体池均显著上调表达。本研究在普通烟草和本氏烟中克隆到MLP423编码基因ORF序列NtMLP423和NbMLP423。生物信息学分析表明,NtMLP423和NbMLP423蛋白序列由152个氨基酸组成,具有Bet_v_1、“Gly-rich loop”结构域,无信号肽和跨膜区,是典型的MLP蛋白家族成员。赤星病菌诱导下,NtMLP423和NbMLP423能够快速响应表达,且NtMLP423在抗病品种JYH中的表达量显著高于感病品种NC82。4.构建了RFP-NbMLP423融合蛋白表达载体,发现NbMLP423主要定位在细胞质和细胞核中。利用qRT-PCR分析NbMLP423在不同组织中的表达情况,发现NbMLP423在花、叶、茎、根中均有表达,在叶中表达量最高。非生物胁迫处理后,NbMLP423在NaCl、4℃和干旱胁迫下表达量均显著上调,表明NbMLP423的表达受非生物胁迫的诱导。5.利用TRV载体成功构建了NbMLP423 VIGS沉默系统,与对照相比,NbMLP423瞬时沉默植株对烟草赤星病菌的抗性水平未发生显著变化。构建了NbMLP423过表达系统,实现了NbMLP423在本氏烟中的高效率表达,NbMLP423过表达植株和对照植株的病情指数分别为29.88和41.23,且病程相关蛋白基因NtPR10在过表达植株中的表达量显著升高。表明NbMLP423过表达显著增强了本氏烟对赤星病菌的抗病性。6.外源喷施SA、MeJA、ET等植物激素对NbMLP423具有显著的诱导作用,且赤星病菌胁迫下,外源激素对NbMLP423的诱导效应更加显著。进一步说明NbMLP423通过内源激素信号途径参与调控烟草对赤星病的抗性及其他生物过程。
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S435.72
【图文】：

烟草赤星病菌,抗病品种,感病品种,不同时期

赤星病菌诱导后不同时期 NtPR10 在感病品种和抗病品种中ression pattern of NtPR10 in different period after Alternaria a图 1.2 烟草 PR10 蛋白抑制烟草赤星病菌活性分析

烟草赤星病菌,蛋白,活性分析,烟草

图 1.2 烟草 PR10 蛋白抑制烟草赤星病菌活性分析Fig. 1.2 The antifungal activity of NtPR10 inhibiting Alternaria altemata菌生长的抑制作用。1：dd H2O；2：20 μg/μL菌核净。B：不同溶度烟草PR10蛋白溶1：1 μg/μL PR10蛋白；2：0.5 μg/μL PR10蛋白；3：0.25 μg/μL PR10蛋白；4：蛋白溶术及其应用

差异表达,蛋白,样品,表达蛋白

士学位论文第二章烟草抗赤星病达蛋白筛选的条件下，去除反库数据，共计得到可信蛋白 3808 个。按照hange 为 2 倍）的标准，直接采用两比较组样品不同重复的相差异表达蛋白 605 个。其中，R-pool vs S-pool 共鉴定出差异表达个下调表达）；JYH vs NC82 共鉴定出差异表达蛋白 355 个（）（图 2.1）。

【相似文献】