水稻富半胱氨酸类受体激酶ALS1的功能分析
发布时间：2021-07-20 16:26
水稻（Oryza sativa）是中国主要的粮食作物,对保障我国粮食安全至关重要。水稻在整个生长发育过程中都会受到各种生物和非生物胁迫,通过育种手段增强水稻对胁迫的抵抗力十分重要。稻瘟病菌（Magnaporthe grisea）引起的稻瘟病是水稻三大病害之一,每年有10%-30%的水稻收成由于感染稻瘟病而损失,严重威胁粮食安全。土壤盐渍化是限制土地利用率和导致作物产量下降的主要非生物胁迫之一,在全球广泛存在,目前全球有大约20%的土地盐碱化,且其盐渍化面积逐年增加。ALS1编码一个富含半胱氨酸的类受体激酶（Cysteine rich repeat RLKs,CRKs）,属于类受体激酶（Receptor-like kinases,RLKs）家族,多数CRKs受活性氧的差异调控,在应激反应、调节抗病反应和细胞程序性死亡（programmed cell death,PCD）中发挥重要作用。通过蛋白序列与进化树分析、基因表达模式分析、亚细胞定位分析、ALS1干涉植株表型分析、稻瘟病抗性分析、盐胁迫抗性分析对ALS1基因进行功能解析。研究结果如下:1 ALS1的蛋白结构与定位突变体als1是一个...
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水稻感染病原菌后触发免疫(PTI)防御图[48]
第1章文献综述7真菌病害的模式生物，每年有10%-30%的水稻收成由于感染稻瘟病而损失，这些损失的稻米足以养活约6000万人，严重威胁粮食安全[49]。稻瘟病菌至少可以分为两个分支，与马唐属相关的被定义为Magnaporthegrisea，与水稻和其他禾本科相关的被定义为Magnaportheoryzae[50]。1.2.1稻瘟病菌的生活史稻瘟病菌是侵染植物的一类真菌，它必须经历一系列的形态和生理过程的变化才能成为有侵染能力的植物病原菌。在这些发育过程中，病原菌还会攻克(或抑制)植物的固有免疫系统，干扰宿主的新陈代谢和细胞信号，从而促进自身的生长。稻瘟病的生活史在自然条件下相对保守，稻瘟病菌的孢子吸附在水稻器官上发生感染，发芽的孢子发育出附着胞，附着胞是一种特殊的感染细胞，它产生巨大的膨压，使叶片角质层破裂，病原菌穿透角质层和细胞壁，使下层的叶片组织受到侵袭并产生疾病病变，新产生的孢子又可以传播到其他植株上，引起大面积的感染。水稻幼苗感染稻瘟病后通常整株死亡，较成熟的植株感染后，轻微症状导致减产情况严重导致死亡。病菌以菌丝体或分生孢子形式在稻草上越冬，来年春天气温适宜时再次萌发，借助风力侵染水稻[51]。图2稻瘟病菌的生活史[52]Fig.2LifecycleofMagnaporthegrisea1.2.2稻瘟病类型根据水稻感染部位、时期的不同，可以将稻瘟病分成苗瘟、叶瘟、节瘟、穗颈瘟和谷粒瘟[53]。苗瘟一般发生于水稻三叶期，通常是由于种子带菌引起。发病初期，在幼芽和鞘上出现水渍状斑点，随着发病程度的增加，幼苗基部呈现灰绿色叶片呈现黄褐色或淡红褐色，最终幼苗卷缩、死亡[54]。叶瘟发生于水稻三叶期后至抽穗期的叶片，于分蘖期盛发，发病情况严重时稻田呈现火烧一样的现象。
可将其分为白点型、褐点型、急性型和慢性型四类，其中急性病斑是稻瘟病盛发的前兆，慢性型是最严重的一类。节瘟一般发生于抽穗后期的茎节部位，发病初期茎节处产生黑褐色的小斑点，随着发病程度的增加扩散至整个茎节，发病处干缩凹陷、折断。穗颈瘟常发生于水稻穗颈和枝梗处，发病初期在发病处产生黑褐色的水渍状斑点，发病严重时形成条斑，影响水稻灌浆降低结实率。谷粒瘟发生于谷壳和护颖上，发病初期籽粒上产生灰白色斑点，发病严重时籽粒呈现黑色，不光影响品质外观，籽粒还可能成为来年的传染源[55]。图3水稻稻瘟病病害类型[56]Fig.3TypesofriceblastdiseaseA：苗瘟；B：叶瘟；C(1)-C(4)：白点型、褐点型、急性型和慢性型叶瘟；D：节瘟；E:穗颈瘟；F：谷粒瘟A:Seedlingblast;B:Leafblast;C(1)-C(4):whitepointtype、autetype、chronictype、brownpointtype;D:Nodeblast;E:Panicleblast;F:Grainblast1.2.3稻瘟病抗性稻瘟病的抗性类型可以分为两种，一是完全抗性，由主效基因控制且具有小种特异性，也被称为垂直抗性或质量抗性；二是不完全抗性，由微效基因控制，表现出非特异抗性且抗性可以长时间保持，也被称为数量抗性或水平抗性。植株病害流行的三大要素包括：寄主、病原菌、环境。环境是病害发生的生态条件也是诱导病害发生和流行的因素，当温度在20-30℃之间、湿度在90%左右时，稻瘟病极易萌发，并且在很大程度上加剧了病害的流行[57]。寄主抗性的强弱是病害发生的内因，一般认为籼稻的抗病性强于粳稻、耐肥的品种强于不耐肥的。针对稻瘟病的流行可采取以下措施防控：1、稻瘟病菌主要以孢子或菌丝的形式寄生在稻草、稻桩上越冬，将稻草焚烧或者作为饲料避免病原菌留存在田间；
【参考文献】：
期刊论文
[1]水稻稻瘟病研究进展[J]. 高云,颜培玲,宋小娟,王国强. 安徽农学通报. 2018(08)
[2]水稻稻瘟病的发生与防治[J]. 李玉峰. 现代农业科技. 2017(12)
[3]四川稻瘟病抗性鉴定30年来的回顾与思考[J]. 卢代华,何芳,龚学书,王剑,伏荣桃,韩友学,马晖,张鸿. 中国农学通报. 2017(06)
[4]Big Roles of Small Kinases:The Complex Functions of Receptor-Like Cytoplasmic Kinases in Plant Immunity and Development[J]. Wenwei Lin,Xiyu Ma,Libo Shan,Ping He. Journal of Integrative Plant Biology. 2013(12)
[5]水稻稻瘟病流行因素及绿色防控措施[J]. 司兆胜,宫香余,李鹏. 北方水稻. 2011(05)
[6]水稻稻瘟病抗性基因研究进展[J]. 谢培,邓其明,王世全,李双成,李平. 湖南农业科学. 2011(05)
[7]水稻稻瘟病的发生规律及防治技术[J]. 王雅凤. 北方水稻. 2009(03)
博士论文
[1]一个水稻稻瘟病抗性基因BRG8的克隆与功能分析[D]. 章孟臣.中国农业科学院 2019
[2]甘菊响应盐诱导的分子机理研究[D]. 黄河.北京林业大学 2012
硕士论文
[1]水稻抗白叶枯病相关基因OsCRK1的鉴定和克隆[D]. 张明伟.中国农业科学院 2015
本文编号：3293175
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水稻感染病原菌后触发免疫(PTI)防御图[48]
第1章文献综述7真菌病害的模式生物，每年有10%-30%的水稻收成由于感染稻瘟病而损失，这些损失的稻米足以养活约6000万人，严重威胁粮食安全[49]。稻瘟病菌至少可以分为两个分支，与马唐属相关的被定义为Magnaporthegrisea，与水稻和其他禾本科相关的被定义为Magnaportheoryzae[50]。1.2.1稻瘟病菌的生活史稻瘟病菌是侵染植物的一类真菌，它必须经历一系列的形态和生理过程的变化才能成为有侵染能力的植物病原菌。在这些发育过程中，病原菌还会攻克(或抑制)植物的固有免疫系统，干扰宿主的新陈代谢和细胞信号，从而促进自身的生长。稻瘟病的生活史在自然条件下相对保守，稻瘟病菌的孢子吸附在水稻器官上发生感染，发芽的孢子发育出附着胞，附着胞是一种特殊的感染细胞，它产生巨大的膨压，使叶片角质层破裂，病原菌穿透角质层和细胞壁，使下层的叶片组织受到侵袭并产生疾病病变，新产生的孢子又可以传播到其他植株上，引起大面积的感染。水稻幼苗感染稻瘟病后通常整株死亡，较成熟的植株感染后，轻微症状导致减产情况严重导致死亡。病菌以菌丝体或分生孢子形式在稻草上越冬，来年春天气温适宜时再次萌发，借助风力侵染水稻[51]。图2稻瘟病菌的生活史[52]Fig.2LifecycleofMagnaporthegrisea1.2.2稻瘟病类型根据水稻感染部位、时期的不同，可以将稻瘟病分成苗瘟、叶瘟、节瘟、穗颈瘟和谷粒瘟[53]。苗瘟一般发生于水稻三叶期，通常是由于种子带菌引起。发病初期，在幼芽和鞘上出现水渍状斑点，随着发病程度的增加，幼苗基部呈现灰绿色叶片呈现黄褐色或淡红褐色，最终幼苗卷缩、死亡[54]。叶瘟发生于水稻三叶期后至抽穗期的叶片，于分蘖期盛发，发病情况严重时稻田呈现火烧一样的现象。
可将其分为白点型、褐点型、急性型和慢性型四类，其中急性病斑是稻瘟病盛发的前兆，慢性型是最严重的一类。节瘟一般发生于抽穗后期的茎节部位，发病初期茎节处产生黑褐色的小斑点，随着发病程度的增加扩散至整个茎节，发病处干缩凹陷、折断。穗颈瘟常发生于水稻穗颈和枝梗处，发病初期在发病处产生黑褐色的水渍状斑点，发病严重时形成条斑，影响水稻灌浆降低结实率。谷粒瘟发生于谷壳和护颖上，发病初期籽粒上产生灰白色斑点，发病严重时籽粒呈现黑色，不光影响品质外观，籽粒还可能成为来年的传染源[55]。图3水稻稻瘟病病害类型[56]Fig.3TypesofriceblastdiseaseA：苗瘟；B：叶瘟；C(1)-C(4)：白点型、褐点型、急性型和慢性型叶瘟；D：节瘟；E:穗颈瘟；F：谷粒瘟A:Seedlingblast;B:Leafblast;C(1)-C(4):whitepointtype、autetype、chronictype、brownpointtype;D:Nodeblast;E:Panicleblast;F:Grainblast1.2.3稻瘟病抗性稻瘟病的抗性类型可以分为两种，一是完全抗性，由主效基因控制且具有小种特异性，也被称为垂直抗性或质量抗性；二是不完全抗性，由微效基因控制，表现出非特异抗性且抗性可以长时间保持，也被称为数量抗性或水平抗性。植株病害流行的三大要素包括：寄主、病原菌、环境。环境是病害发生的生态条件也是诱导病害发生和流行的因素，当温度在20-30℃之间、湿度在90%左右时，稻瘟病极易萌发，并且在很大程度上加剧了病害的流行[57]。寄主抗性的强弱是病害发生的内因，一般认为籼稻的抗病性强于粳稻、耐肥的品种强于不耐肥的。针对稻瘟病的流行可采取以下措施防控：1、稻瘟病菌主要以孢子或菌丝的形式寄生在稻草、稻桩上越冬，将稻草焚烧或者作为饲料避免病原菌留存在田间；
【参考文献】：
期刊论文
[1]水稻稻瘟病研究进展[J]. 高云,颜培玲,宋小娟,王国强. 安徽农学通报. 2018(08)
[2]水稻稻瘟病的发生与防治[J]. 李玉峰. 现代农业科技. 2017(12)
[3]四川稻瘟病抗性鉴定30年来的回顾与思考[J]. 卢代华,何芳,龚学书,王剑,伏荣桃,韩友学,马晖,张鸿. 中国农学通报. 2017(06)
[4]Big Roles of Small Kinases:The Complex Functions of Receptor-Like Cytoplasmic Kinases in Plant Immunity and Development[J]. Wenwei Lin,Xiyu Ma,Libo Shan,Ping He. Journal of Integrative Plant Biology. 2013(12)
[5]水稻稻瘟病流行因素及绿色防控措施[J]. 司兆胜,宫香余,李鹏. 北方水稻. 2011(05)
[6]水稻稻瘟病抗性基因研究进展[J]. 谢培,邓其明,王世全,李双成,李平. 湖南农业科学. 2011(05)
[7]水稻稻瘟病的发生规律及防治技术[J]. 王雅凤. 北方水稻. 2009(03)
博士论文
[1]一个水稻稻瘟病抗性基因BRG8的克隆与功能分析[D]. 章孟臣.中国农业科学院 2019
[2]甘菊响应盐诱导的分子机理研究[D]. 黄河.北京林业大学 2012
硕士论文
[1]水稻抗白叶枯病相关基因OsCRK1的鉴定和克隆[D]. 张明伟.中国农业科学院 2015
本文编号：3293175
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