Hpa1 Xoo -N21多肽的应用及其胁迫下抗病机制研究

发布时间：2023-04-18 20:55

　　水稻白叶枯病菌harpin蛋白Hpa1XooN端的卷曲螺旋(CC)结构域多肽N21能诱导烟草产生过敏性坏死反应HR(hypersensitive response),是harpin蛋白重要的功能结构单元。因此,进一步研究该多肽在植物上的应用效果和机制,将为全面理解harpin蛋白和应用这类蛋白或多肽奠定基础。本文通过体外施用N21多肽,研究了其在促生、抗病、抗旱等方面的应用效果,同时利用烟草cDNA微阵列芯片测定了干旱和TMV(tobacco mosaic virus)胁迫条件下转N21基因烟草的转录表达谱,通过两两比较分析了不同信号通路和抗病防卫相关基因的表达情况,进而了解N21引发有益表型的分子机制。N21多肽能显著促进植物生长,N21多肽(40μg/mL)能增加番茄、辣椒、黄瓜、甜瓜和小麦植株的株高,与对照相比株高分别增加了 12.35%、29.43%、20.94%、7.00%和12.42%,N21处理植株的根长与对照相比增加了 11.70%、24.80%、51.42%、11.72%和4.88%。同时,处理株的根的分蘖数和叶片数也显著多于对照株。N21多肽也能提高植物的抗病性,体...

【文章页数】：105 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
缩略语
前言
    1 植物病原细菌harpin蛋白
        1.1 hrp和hpa基因
        1.2 Harpin蛋白概述
        1.3 Harpin蛋白激发的免疫反应(PTI)
        1.4 Hpa1_Xoo及其截短多肽结构功能研究
    2 Harpin蛋白效应及应用研究
        2.1 促进植物生长发育
        2.2 诱导植物抗病性
        2.3 诱导植物抗旱性
        2.4 转基因研究应用
    3 植物防卫信号通路途径
        3.1 水杨酸信号途径
        3.2 茉莉酸信号途径
        3.3 乙烯信号途径
        3.4 脱落酸信号途径
        3.5 钙和钙信号调节的信号途径
    4 基因芯片研究进展
        4.1 基因芯片(微阵列)概况
        4.2 基因转录表达研究
    5 本研究的目的意义
材料与方法
    1 材料
        1.1 供试植物材料
        1.2 供试菌株及来源
        1.3 消毒液、缓冲液、培养基、常用溶液配置
        1.4 主要仪器设备和试剂
            1.4.1 主要仪器设备
            1.4.2 主要试剂
        1.5 烟草基因芯片
    2 方法
        2.1 Hpa1_Xoo-N21蛋白活性检测
            2.1.1 Hpa1_Xoo-N21多肽的合成
            2.1.2 HR活性的测定
        2.2 Hpa1_Xoo-N21多肽应用研究
            2.2.1 N21多肽促生作用测定
            2.2.2 N21多肽诱导抗病性测定
            2.2.3 N21多肽抗旱性测定
        2.3 转N21基因烟草植株的培养和验证
            2.3.1 转N21基因烟草植株的获得
            2.3.2 转N21基因烟草gDNA的提取及PCR检测
            2.3.3 转N21基因烟草总RNA的提取、纯化及检测
            2.3.4 转N21基因烟草目的基因RT-PCR分析
        2.4 转基因烟草基因芯片分析
            2.4.1 烟草植株准备
            2.4.2 烟草叶片处理及其RNA提取及质量检测
            2.4.3 芯片杂交分析
        2.5 TMV胁迫下差异表达基因分析
            2.5.1 接种TMV的亲本烟草和未接种TMV的亲本烟草
            2.5.2 接种TMV的转N21基因烟草和未接种TMV的转N21基因烟草
            2.5.3 接种TMV的转N21基因烟草和接种TMV的亲本烟草
        2.6 PEG胁迫下差异表达基因分析
            2.6.1 PEG处理的亲本烟草和未用PEG处理的亲本烟草
            2.6.2 PEG处理的转N21基因烟草和未用PEG处理的N21烟草
            2.6.3 PEG处理的转N21基因烟草和PEG处理的亲本烟草
        2.7 TMV胁迫下转N21基因烟草抗病防卫反应相关差异表达基因分析和验证
            2.7.1 差异表达基因分析
            2.7.2 差异表达基因荧光定量RT-PCR验证
结果与分析
    1 Hpa1_Xoo-N21多肽在植物上的应用效果分析
        1.1 N21多肽在烟草上的HR活性
        1.2 N21多肽的促生作用
        1.3 N21多肽诱导的抗病作用
            1.3.1 诱导对灰霉病的抗性测定
            1.3.2 诱导对褐腐病的抗性测定
        1.4 N21多肽的抗旱作用
    2 转N21基因烟草植株目的基因验证
        2.1 转N21基因烟草gDNA的PCR检测
        2.2 转基因烟草N21转录表达验证
    3 转基因烟草基因芯片分析
        3.1 不同处理样品烟草芯片杂交分析
        3.2 胁迫下转N21基因烟草差异表达基因分析
            3.2.1 接种TMV的亲本烟草和未接种TMV的亲本烟草
            3.2.2 接种TMV的转N21基因烟草和未接种TMV的转N21基因烟草
            3.2.3 接种TMV的转N21基因烟草和接种TMV的亲本烟草
            3.2.4 转N21基因烟草和出发亲本烟草
    4 胁迫下转N21基因烟草抗病防卫反应相关差异表达基因分析
        4.1 不同通路中差异表达基因
            4.1.1 接种TMV的转基因烟草和未接种TMV的转基因烟草
            4.1.2 接种TMV的亲本烟草和未接种TMV的亲本烟草
            4.1.3 接种TMV的转基因烟草和接种TMV的亲本烟草
        4.2 极显著差异表达基因
    5 TMV接种处理下抗病相关差异表达基因Real-Time PCR验证
讨论
    1 N21多肽在植物上的效能及应用展望
    2 胁迫下与未胁迫下转基因植物的抗病机制
    3 hpa1_Xoo-N21产生有益表型的机制探讨
参考文献
附录一
附录二
致谢
本论文受资助基金项目
攻读学位期间发表的学术论文



本文编号：3793018