水稻白叶枯病菌minCDE系统调控hrp基因表达的机理研究

发布时间：2021-10-30 09:58

　　水稻白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo）侵染寄主水稻,引起水稻白叶枯病(bacterial leaf blight,BLB,是水稻上最严重的细菌病害之一。Xoo主要依赖hrp基因簇编码的III型分泌系统（Type III secretion system,T3SS）将效应蛋白（T3SS effectors,T3SEs）注入水稻细胞中,激发水稻的抗（感）病性。为了准确在Xoo中进行hrp基因的转录表达和调控研究,本研究构建了3个启动子探针载体pHG1、pHG2和pHG3。通过3个hrp基因的表达分析,证明了启动子探针载体能够有效地进行hrp基因的转录表达分析,为后续Xoo毒性相关基因的表达调控研究提供了有效的工作体系。同源性搜索结果显示,一些已鉴定的毒性相关基因在Xoo的代表菌株PXO99^A中保守存在。为了明确这些毒性基因对hrp基因表达调控的影响,本研究成功获得了14个毒性基因的突变体;利用已建立的hrp融合表达体系和荧光定量PCR技术,证明了双组分调控系统ColR/ColS、RpfC/RpfG和转录调控子Clp负调控hr... 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 水稻白叶枯病
        1.1.1 水稻白叶枯病的发现
        1.1.2 水稻白叶枯病的症状
        1.1.3 病害的传播
        1.1.4 分布及危害
    1.2 水稻白叶枯病菌
        1.2.1 Xoo的特征
        1.2.2 病原菌与植物互作
        1.2.3 黄单胞菌的毒性因子
        1.2.4 黄单胞菌的毒性调控网络
    1.3 III型分泌系统及其效应蛋白
        1.3.1 T3SS的组成
        1.3.2 hrp基因簇组成及作用
        1.3.3 hrp基因诱导表达体系
    1.4 minCDE系统
    1.5 水稻白叶枯病的防治
    1.6 研究内容和意义
第二章 hrp基因表达体系的建立
    2.1 材料与方法
        2.1.1 菌株与质粒
        2.1.2 培养基
        2.1.3 作物品种
        2.1.4 主要试剂与仪器
        2.1.5 菌株的活化、培养和保存
        2.1.6 质粒的提取
        2.1.7 黄单胞菌感受态制备和电转化
        2.1.8 GUS活性的定量测定
        2.1.9 黄单胞菌在水稻上的水渍症状测定及GUS染色
        2.1.10 黄单胞菌在烟草的GUS染色
    2.2 结果与分析
        2.2.1 启动子探针载体的构建
        2.2.2 终止子是启动子探针载体必需的元件
        2.2.3 XOM3 诱导条件下,启动子探针载体应用于hrp基因的转录表达
        2.2.4 Xoo与水稻互作时,启动子探针载体应用于hrp基因的转录表达
        2.2.5 Xoo与烟草互作时,启动子探针载体应用于hrp基因的转录表达
        2.2.6 双质粒兼容的功能互补策略
    2.3 讨论
第三章 水稻白叶枯病菌毒性基因调控hrp基因表达的分析
    3.1 材料与方法
        3.1.1 菌株与质粒
        3.1.2 引物与合成
        3.1.3 培养基与作物
        3.1.4 主要试剂与仪器
        3.1.5 分子遗传操作体系
        3.1.6 插入突变体的构建和验证
        3.1.7 在成熟期水稻上的毒性测定
        3.1.8 GUS活性测定
        3.1.9 Real Time PCR
        3.1.10 功能互补
    3.2 结果与分析
        3.2.1 水稻白叶枯病菌毒性相关基因
        3.2.2 毒性相关基因插入突变体的构建
        3.2.3 突变体在水稻中的毒性测定
        3.2.4 hrpG在突变体中表达的分析
        3.2.5 hrpX在突变体中表达的分析
        3.2.6 hrpB1 在突变体中表达的分析
    3.3 讨论
第四章 水稻白叶枯病菌minCDE系统调控hrp基因表达的机理研究
    4.1 材料与方法
        4.1.0 菌株与质粒
        4.1.1 引物与合成
        4.1.2 培养基与作物
        4.1.3 主要试剂与仪器
        4.1.4 分子遗传操作体系
        4.1.5 缺失突变体的构建
        4.1.6 细菌DNA的提取
        4.1.7 Southern blot
        4.1.8 GUS活性测定
        4.1.9 Real Time PCR
        4.1.10 Western blot
        4.1.11 EMSA
        4.1.12 细胞形态观察
        4.1.13 细胞游动性测定
        4.1.14 细菌在水稻中的致病性和烟草中的HR反应
    4.2 结果与分析
        4.2.1 minD、minCDE缺失突变体的构建
        4.2.2 MinCDE转录单元的分析
        4.2.3 minC负调控T3SS基因的表达
        4.2.4 minD、minCDE负调控T3SS基因的表达
        4.2.5 minCDE通过HrpG-HrpX调控T3SS基因的表达
        4.2.6 MinC和 MinD蛋白不结合在hrpG的启动子上
        4.2.7 minCDE正调控毒性基因rpfG和 clp的表达
        4.2.8 minCDE突变体影响细胞的形态和分裂
        4.2.9 MinCDE系统是Xoo在寄主水稻上全毒性所必需的
        4.2.10 MinCDE系统缺失影响Xoo的游动性
    4.3 总结与讨论
第五章 全文总结
    5.1 总结
    5.2 创新点
    5.3 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文


【参考文献】：
期刊论文
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[3]2个适于水稻条斑病菌致病相关基因转录表达分析的启动子探针载体的构建[J]. 赵征慧,熊鹂,沈春伟,孙奇博,邹丽芳,陈功友.  植物病理学报. 2014(05)
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[5]黄单胞菌毒性因子调控的研究进展[J]. 唐庆华,张世清,牛晓庆,朱辉,余凤玉,覃伟权.  生物灾害科学. 2012(02)
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[7]水稻三大病害的识别与综合防治[J]. 钱学文.  农技服务. 2011(07)
[8]水稻白叶枯病的发生及防治[J]. 于卫清,陈丽,赵加林.  现代农业科技. 2009(21)
[9]水稻白叶枯病的综合防治技术[J]. 梁龙梅.  现代农业科技. 2007(20)
[10]水稻条斑病细菌hrp基因诱导表达系统的建立[J]. 肖友伦,李玉蓉,刘之洋,向勇,陈功友.  微生物学报. 2007(03)

博士论文
[1]水稻黄单胞菌遗传操作体系的建立及hrp基因和avrBs3/pthA家族基因的功能研究[D]. 邹丽芳.南京农业大学 2007



本文编号：3466526