WRKY转录因子在桃RM3抗蚜响应中的作用机制
发布时间：2021-08-29 17:30
桃绿蚜（Myzus persicae Sülzer）是桃的主要害虫,取食桃幼嫩的枝叶和果实,造成叶片皱缩卷曲,光合作用降低,果实品质下降。农业生产中一般使用化学农药防治蚜虫,近年来随着农药的大量使用,蚜虫已经对某些有机磷类农药产生了抗药性,使得蚜虫防治更加困难。WRKY转录因子是植物中最大的转录因子家族之一,广泛参与植物对生物和非生物胁迫的响应。本课题前期研究发现,Rm3类抗蚜品系中部分WRKY基因可能响应蚜虫取食,但WRKY在此过程中发挥的具体作用目前尚不清楚。转录组结果表明,桃绿蚜取食处理后,22个WRKY基因在抗蚜品系‘07-15-36’和感蚜品系‘07-15-38’之间存在差异表达。本研究选取差异表达明显的6个基因PpWRKY8、11、12、13、25和31,通过亚细胞定位和拟南芥的遗传转化初步鉴定WRKY在Rm3类抗蚜通路形成过程中发挥的作用。本研究结果如下:1.KEGG富集分析发现,抗蚜品系中响应蚜虫取食的1714个基因被广泛富集于MAPK信号通路、植物与病原菌互作通路、萜类合成通路、次生代谢物合成通路以及黄酮类物质合成通路。在植物病原菌互作通路中WRKY转录因子处于通路下...
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
桃树蚜虫的三个变种Fig.1-1Threevarietiesofaphidsinpeach
中国农业科学院硕士学位论文第一章绪论4图1-2Rm3基因调控的桃树抗蚜网络（NIUetal.,2018）9Fig.1-2Rm3genemediatedaphidresistantpathwayinpeach(NIUetal.,2018)91.3植物的防御反应病原菌侵染使植物发生多种病害，植物自身固有的两种免疫反应，在植物抵抗病原菌胁迫的过程中发挥了重要作用。第一种指的是植物通过细胞表面的免疫受体识别来自于病原微生物的分子物质，激活自身免疫，抵御病原菌的胁迫，被称作病原相关分子模式激发的免疫（Pathogen-associatedmolecularpatterns-triggeredimmunity，PTI）。第二种是指致病力强的病原微生物通过向植物细胞分泌抑制植物基础抗性（PTI）的效应蛋白，诱导植物产生NBS-LRR类抗病蛋白（R蛋白）识别效应蛋白，使植物免疫重新激活，被称作效应蛋白激发的免疫（Effector-triggeredimmunity，ETI）（赵开军等，2011）。植物天然免疫模式不仅可以用来揭示植物的抗病机制，对于植物响应昆虫胁迫的反应机制也同样适用。昆虫口腔分泌物中有多种能够激活PTI防御反应的分子模式物质（Herbivore-associatedmolecularpatterns，HAMP）。与病原物的入侵过程类似，植食性昆虫携带的分子模式物质或植食性昆虫来源效应蛋白（Herbivoreassociatedelicitors，HAE）
中国农业科学院硕士学位论文第一章绪论8类。一类含有R型的内含子，其剪接位点位于编码精氨酸密码子AGG的两个G之间，通常分布于Ⅱa和Ⅱb亚组。另一种是V型的内含子，其剪接位点位于缬氨酸密码子之前，一般分布于I类型、Ⅱc和Ⅱd亚组以及III类型的WRKY转录因子中（WUetal.,2005）。自从WRKY转录因子被发现以来，人们尚未从植物以外的物种中克隆出WRKY基因。所以一直认为WRKY转录因子高等植物中特有的一类转录因子家族。但随着人们对WRKY转录因子的深入研究，在一些原生动物、黏液菌、苔藓类和蕨类中都发现了WRKY转录因子。原生动物和黏液菌中的WRKY转录因子都含有2个WRKY结构域且锌指结构为C2H2型，属于Ⅰ类型的WRKY转录因子（BORRONEetal.,2004）。I和II类型的WRKY转录因子不仅在高等植物中出现，也存在于蕨类植物、粘液菌和一些单细胞原生生物中，表明WRKY转录因可能起源于一些古老的真核生物（杜超，2018）。III类型的WRKY转录因子只存在于高等植物中，由此推测III类型的WRKY转录因子可能是植物在响应外界环境时，由I和II类型的WRKY转录因子进化而来（KALDEetal.,2003;ULKERetal.,2004）。图1-3WRKY基因家族分类（ZHANGetal.,2005）Fig.1-3TheclassificationofWRKYgenefamilyinplants(ZHANGetal.,2005)1.4.3WRKY转录因子的生物学功能众所周知，植物不能像动物一样随意改变自己生存的环境，因此当外界环境不利于植物生存时，植物会启动自身一系列的防御机制来响应环境胁迫。WRKY转录因子的生物学功能十分复杂，参与调控植物的各种生命进程（图1-4）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]林木抗虫性研究进展[J]. 李薇,李淑娴. 西南林业大学学报(自然科学). 2018(05)
[2]桃WRKY基因家族全基因组鉴定和表达分析[J]. 谷彦冰,冀志蕊,迟福梅,乔壮,徐成楠,张俊祥,周宗山,董庆龙. 遗传. 2016(03)
[3]桃树蚜虫的发生与防治技术[J]. 于利国,孙聪伟,陈展. 现代农村科技. 2015(11)
[4]蚜虫防治技术研究进展[J]. 唐平华,陈国平,朱明库,任丽军,胡宗利. 植物保护. 2013(02)
[5]植物天然免疫性研究进展及其对作物抗病育种的可能影响[J]. 赵开军,李岩强,王春连,高英. 作物学报. 2011(06)
[6]桃种质资源对桃蚜的抗性评价[J]. 王力荣,朱更瑞,方伟超,左覃元,韩立新. 果树学报. 2001(03)
[7]植物转录因子的结构与调控作用[J]. 刘强,张贵友,陈受宜. 科学通报. 2000(14)
博士论文
[1]寿星桃抗蚜性鉴定及分子机制解析[D]. 牛良.华中农业大学 2019
[2]珍稀泌盐植物长叶红砂2个WRKY转录因子在植物盐胁迫响应和生殖发育中的分子调控机理研究[D]. 杜超.内蒙古大学 2018
硕士论文
[1]丹东蒲公英TaWRKY14转录因子克隆及表达分析[D]. 刘梓嘉.沈阳农业大学 2019
[2]水稻转录因子OsWRKY68蛋白质的表达特征及其功能研究[D]. 陈悦.河北农业大学 2019
[3]苹果两个WRKY转录因子的克隆和表达分析[D]. 谷彦冰.中国农业科学院 2016
[4]烟草NtWRKY8基因的克隆、表达与特性分析[D]. 张婷婷.湖南农业大学 2015
[5]转录因子OsWRKY45在调控水稻对于褐飞虱抗性中的作用与初步机理[D]. 皇甫佳一.浙江大学 2015
本文编号：3371075
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
桃树蚜虫的三个变种Fig.1-1Threevarietiesofaphidsinpeach
中国农业科学院硕士学位论文第一章绪论4图1-2Rm3基因调控的桃树抗蚜网络（NIUetal.,2018）9Fig.1-2Rm3genemediatedaphidresistantpathwayinpeach(NIUetal.,2018)91.3植物的防御反应病原菌侵染使植物发生多种病害，植物自身固有的两种免疫反应，在植物抵抗病原菌胁迫的过程中发挥了重要作用。第一种指的是植物通过细胞表面的免疫受体识别来自于病原微生物的分子物质，激活自身免疫，抵御病原菌的胁迫，被称作病原相关分子模式激发的免疫（Pathogen-associatedmolecularpatterns-triggeredimmunity，PTI）。第二种是指致病力强的病原微生物通过向植物细胞分泌抑制植物基础抗性（PTI）的效应蛋白，诱导植物产生NBS-LRR类抗病蛋白（R蛋白）识别效应蛋白，使植物免疫重新激活，被称作效应蛋白激发的免疫（Effector-triggeredimmunity，ETI）（赵开军等，2011）。植物天然免疫模式不仅可以用来揭示植物的抗病机制，对于植物响应昆虫胁迫的反应机制也同样适用。昆虫口腔分泌物中有多种能够激活PTI防御反应的分子模式物质（Herbivore-associatedmolecularpatterns，HAMP）。与病原物的入侵过程类似，植食性昆虫携带的分子模式物质或植食性昆虫来源效应蛋白（Herbivoreassociatedelicitors，HAE）
中国农业科学院硕士学位论文第一章绪论8类。一类含有R型的内含子，其剪接位点位于编码精氨酸密码子AGG的两个G之间，通常分布于Ⅱa和Ⅱb亚组。另一种是V型的内含子，其剪接位点位于缬氨酸密码子之前，一般分布于I类型、Ⅱc和Ⅱd亚组以及III类型的WRKY转录因子中（WUetal.,2005）。自从WRKY转录因子被发现以来，人们尚未从植物以外的物种中克隆出WRKY基因。所以一直认为WRKY转录因子高等植物中特有的一类转录因子家族。但随着人们对WRKY转录因子的深入研究，在一些原生动物、黏液菌、苔藓类和蕨类中都发现了WRKY转录因子。原生动物和黏液菌中的WRKY转录因子都含有2个WRKY结构域且锌指结构为C2H2型，属于Ⅰ类型的WRKY转录因子（BORRONEetal.,2004）。I和II类型的WRKY转录因子不仅在高等植物中出现，也存在于蕨类植物、粘液菌和一些单细胞原生生物中，表明WRKY转录因可能起源于一些古老的真核生物（杜超，2018）。III类型的WRKY转录因子只存在于高等植物中，由此推测III类型的WRKY转录因子可能是植物在响应外界环境时，由I和II类型的WRKY转录因子进化而来（KALDEetal.,2003;ULKERetal.,2004）。图1-3WRKY基因家族分类（ZHANGetal.,2005）Fig.1-3TheclassificationofWRKYgenefamilyinplants(ZHANGetal.,2005)1.4.3WRKY转录因子的生物学功能众所周知，植物不能像动物一样随意改变自己生存的环境，因此当外界环境不利于植物生存时，植物会启动自身一系列的防御机制来响应环境胁迫。WRKY转录因子的生物学功能十分复杂，参与调控植物的各种生命进程（图1-4）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]林木抗虫性研究进展[J]. 李薇,李淑娴. 西南林业大学学报(自然科学). 2018(05)
[2]桃WRKY基因家族全基因组鉴定和表达分析[J]. 谷彦冰,冀志蕊,迟福梅,乔壮,徐成楠,张俊祥,周宗山,董庆龙. 遗传. 2016(03)
[3]桃树蚜虫的发生与防治技术[J]. 于利国,孙聪伟,陈展. 现代农村科技. 2015(11)
[4]蚜虫防治技术研究进展[J]. 唐平华,陈国平,朱明库,任丽军,胡宗利. 植物保护. 2013(02)
[5]植物天然免疫性研究进展及其对作物抗病育种的可能影响[J]. 赵开军,李岩强,王春连,高英. 作物学报. 2011(06)
[6]桃种质资源对桃蚜的抗性评价[J]. 王力荣,朱更瑞,方伟超,左覃元,韩立新. 果树学报. 2001(03)
[7]植物转录因子的结构与调控作用[J]. 刘强,张贵友,陈受宜. 科学通报. 2000(14)
博士论文
[1]寿星桃抗蚜性鉴定及分子机制解析[D]. 牛良.华中农业大学 2019
[2]珍稀泌盐植物长叶红砂2个WRKY转录因子在植物盐胁迫响应和生殖发育中的分子调控机理研究[D]. 杜超.内蒙古大学 2018
硕士论文
[1]丹东蒲公英TaWRKY14转录因子克隆及表达分析[D]. 刘梓嘉.沈阳农业大学 2019
[2]水稻转录因子OsWRKY68蛋白质的表达特征及其功能研究[D]. 陈悦.河北农业大学 2019
[3]苹果两个WRKY转录因子的克隆和表达分析[D]. 谷彦冰.中国农业科学院 2016
[4]烟草NtWRKY8基因的克隆、表达与特性分析[D]. 张婷婷.湖南农业大学 2015
[5]转录因子OsWRKY45在调控水稻对于褐飞虱抗性中的作用与初步机理[D]. 皇甫佳一.浙江大学 2015
本文编号：3371075
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