基于转录组学和蛋白组学的枯萎镰刀菌致病及香蕉抗病分子机理研究
发布时间：2021-11-28 19:36
香蕉枯萎病是由尖孢镰刀菌古巴专化型（Fusarium oxysporuw f.sp.cubense,Foc）引起的土传维管束香蕉病害,已经对全球香蕉产业造成严重影响。由于香蕉抗性栽培品种的缺乏,以及对香蕉抗病和病原菌致病分子机理的不清楚等原因,目前还没有真正十分有效的防治方法。为了解香蕉抗枯萎病的分子机理,本研究在利用绿色荧光蛋白（GFP）标记菌株和扫描电镜比较观察Foc4和Foc1侵染过程的基础上,进行香蕉转录组和病原菌处理后的香蕉数字表达谱分析。同时,为了阐明枯萎病菌的致病分子机理和分析香蕉-Foc互作,开展了 Foc4和Foc1分别与巴西蕉共培养的培养液比较蛋白质组学分析,为香蕉抗病品种培育提供方向及防治药物开发提供靶标。主要研究结果如下:（1）利用GFP标记的Foc1和Foc4菌株,通过激光共聚焦显微观察发现,侵染之后,Foc1和Foc4均能够粘附巴西蕉根毛和根表皮细胞,并随后均能够侵入根的维管束组织。侵染2个月后,在巴西蕉球茎的维管束中观察到Foc4却没有观察到Focl。同时,通过扫描电镜观察发现,Foc4能够经过细胞间隙和伤口侵入巴西蕉根表皮,而Focl主要经过伤口不能经过...
【文章来源】：海南大学海南省 211工程院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图３－１酶解获得的原生质体（Ａ）与Ｆｏｃ４?（Ｂ）和Ｆｏｃｉ?（Ｃ）转化子激光共聚焦显微图??Ｆｉｇ．３－１?ｐｒｏｔｏｐｌａｓｔ?（Ａ）?ａｎｄ?ＧＦＰ?ｔａｇｇｅｄ?Ｆｏｃ４?（Ｂ）?ａｎｄ?Ｆｏｃｉ?（Ｃ）??
３．?１．?１?Ｆｏｃ４?和?Ｆｏｃｉ?菌株?ＧＦＰ?标记??（１）原生质体形态与ＧＦＰ转化子鉴定??菌丝通过酶解获得圆球状的的原生质体（图３－１Ａ），浓度近１０８?ｓｐｏｒｅｓ／ｍＬ，能够??满足转化要求。原生质体转化后，在２００?ｐｇ／ｍＬ潮霉素ＰＤＡ平板上能够形成转化子，??Ｆｏｃｉ和Ｆｏｃ４分别获得４和８个转化子。荧光观察发现，从ＰＤＡ潮霉素抗性培养基上??长出的所有转化子，均能够在激光共聚焦显微镜４８０?ｎｍ激发光发出绿色荧光。继代??５次后还能发出强烈的绿色荧光（图３－１Ｂ，Ｃ）。说明这些转化子的ｇｆｐ基因己被转入??到菌株中，性状稳定。??■■■??图３－１酶解获得的原生质体（Ａ）与Ｆｏｃ４?（Ｂ）和Ｆｏｃｉ?（Ｃ）转化子激光共聚焦显微图??Ｆｉｇ．３－１?ｐｒｏｔｏｐｌａｓｔ?（Ａ）?ａｎｄ?ＧＦＰ?ｔａｇｇｅｄ?Ｆｏｃ４?（Ｂ）?ａｎｄ?Ｆｏｃｉ?（Ｃ）??对继代５次转化子进行ＰＣＲ检测，结果表明，Ｆｏｃｉ?００５，?Ｆｏｃ４?００１，转化子均扩??增出一条４１７?ｂｐ的目的片段（图３－２），进一步说明ｇｆｐ基因己经转入到菌株中，并??具良好的稳定性。??５００ｂｐ?—??２５０ｂｐ?—ＨＢ??图３－２转化子的ＰＣＲ检测??Ｆｉｇ．３－２?ＰＣＲ?ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ＧＦＰ?ｔａｇｇｅｄ?Ｆｏｅ??Ｍ：２０００Ｍａｒｋｅｒ；ｌ：质粒对照；２：?Ｆｏｃｌ００５
海南大学博士学位论文??（２）?ＧＦＰ标记菌株的菌落形态与致病性??ＰＤＡ平板上的转化子与野生型对比如图３－３所示，转化子在ＰＤＡ上的长势和菌??落形态与野生型基本一致。玻璃纸穿透实验结果也表明，转ｇｆｐ基因对转化子的穿透??并没有影响（图３－４）。??图３－３转化子与野生型在ＰＤＡ平板上对比??Ｆｉｇ．３－３?Ｇｒｏｗｔｈ?ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＧＦＰ－ｔａｇ?ｓｔｒａｉｎ?ｗｉｔｈ?ｗｉｌｄｔｙｐｅ?ｉｎ?ＰＤＡ??Ａ：Ｆｏｃｌ?野生型，Ｂ：?Ｆｏｃｌ－ＧＦＰ，?Ｃ：?Ｆｏｃ４－ＧＦＰ，?Ｄ：?Ｆｏｃ４?野生型??Ｆｏｃ４?ｆ?Ｆｏｃ４？ｇｆｐ?’?Ｆｏｃｉ?＾?Ｆｏｃｌ－ｇｆｐ?＾??ｉ?處??图３－４玻璃纸穿透实验??Ｆｉｇ．３－４?Ｃｅｌｌｏｐｈａｎｅ?ｐｅｎｅｔｒａｔｅｄ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ??利用盆栽巴西蕉对转化子进行致病性测定。采用球茎切开法观察香蕉维管束症状，??接种一个月后，香蕉出现黄叶枯萎时，将香蕉球茎切开拍照，结果如图３－５所示，与??野生型相比，Ｆｏｃ４转化子对巴西蕉和“广粉１号”的致病性不变、Ｆｏｃｉ对“广粉１??号”的致病性不变，对巴西蕉不致病。??图３－５接种香蕉球茎维管束症状图??Ｆｉｇ．３－５?ｔｈｅ?ｓｙｍｐｔｏｍ?ｂａｎａｎａ?ｃｏｒｍ??Ａ：Ｆｏｃ４－ｇｆｐ接种“广粉１号”
【参考文献】：
期刊论文
[1]香蕉枯萎病菌热带4号小种基因组规模分泌蛋白的预测与分析[J]. 聂燕芳,黄嘉瑶,周玲菀,涂晓欢,陈慧妍,王振中,李云锋. 江苏农业学报. 2017(02)
[2]香蕉MaWRKY18的克隆及表达特征分析[J]. 贾彩红,王卓,金志强,李健平,徐碧玉. 植物病理学报. 2016(05)
[3]抗枯萎病香蕉新品种‘南天黄’的特征与栽培技术要点[J]. 许林兵,黄秉智,肖维强. 中国热带农业. 2016(04)
[4]香蕉新品系‘热科2号’主要农艺性状分析[J]. 张欣,漆艳香,彭军,张辉强,谢艺贤. 热带农业科学. 2016(06)
[5]广西香蕉枯萎病4号生理小种发生特点调查[J]. 覃柳燕,李朝生,韦绍龙,田丹丹,周维,龙盛风,黄素梅,李小泉. 中国南方果树. 2016(03)
[6]香蕉枯萎病菌假定分泌蛋白SP10的功能分析[J]. 郭立佳,王飞燕,梁昌聪,杨腊英,汪军,刘磊,黄俊生. 热带作物学报. 2016(03)
[7]转录组学及其在蔬菜学上应用研究进展[J]. 廉洁,张喜春,谷建田. 中国农学通报. 2015(08)
[8]套种韭菜配施生物有机肥对香蕉枯萎病及土壤微生物的影响[J]. 柳影,丁文娟,曹群,刘小锋,李伟鑫,梁宇力,李华兴. 农业环境科学学报. 2015(02)
[9]香蕉枯萎病病原菌Six同源基因的鉴定[J]. 郭立佳,杨腊英,彭军,王国芬,梁昌聪,刘磊,黄俊生. 热带作物学报. 2013(12)
[10]FoAP1基因在香蕉枯萎病菌致病过程中的功能分析[J]. 齐兴柱,杨腊英,郭立佳,黄俊生. 植物病理学报. 2013(06)
博士论文
[1]香蕉枯萎病菌进化研究和Foc TR4致病相关效应蛋白的鉴定及功能分析[D]. 杨静.华南农业大学 2016
[2]拟南芥U-box蛋白PUB13的功能研究[D]. 李魏.湖南农业大学 2012
[3]新型隐球酵母菌中酪蛋白激酶ICck1调控多重信号传导通路及其对细胞完整性和真菌致病性调控机制的研究[D]. 王毅娜.天津医科大学 2012
硕士论文
[1]香蕉枯萎病菌2小种间pme1和pme2基因比较和功能研究[D]. 黄自德.华南农业大学 2016
[2]香蕉枯萎病菌分泌蛋白质的差异表达分析[D]. 周淦.华南农业大学 2016
[3]FoHFI1基因在香蕉枯萎病菌致病过程中的作用[D]. 农海静.华南农业大学 2016
[4]香蕉在尖孢镰刀菌枯萎病胁迫下的数字基因差异表达谱分析[D]. 赵惠.海南大学 2014
[5]采用iTRAQ技术对香蕉在枯萎病诱导下差异蛋白质表达谱的研究[D]. 穆雷.海南大学 2014
[6]香蕉枯萎病病原菌转化体系的建立及FEM1基因功能的初探[D]. 杨歆璇.海南大学 2011
[7]香蕉枯萎病菌两个新基因的敲除和功能初探[D]. 羊玉花.海南大学 2011
[8]尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种T-DNA插入突变体库的构建及部分致病相关突变体插入位点的定位[D]. 高剑.海南大学 2010
[9]香蕉枯萎病菌1号生理小种T-DNA插入突变体库的建立及部分致病相关突变体插入位点定位[D]. 林妃.海南大学 2010
[10]香蕉枯萎病菌GFP标记和β-葡萄糖甘酶基因克隆[D]. 李燕丹.福建农林大学 2010
本文编号：3525022
【文章来源】：海南大学海南省 211工程院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图３－１酶解获得的原生质体（Ａ）与Ｆｏｃ４?（Ｂ）和Ｆｏｃｉ?（Ｃ）转化子激光共聚焦显微图??Ｆｉｇ．３－１?ｐｒｏｔｏｐｌａｓｔ?（Ａ）?ａｎｄ?ＧＦＰ?ｔａｇｇｅｄ?Ｆｏｃ４?（Ｂ）?ａｎｄ?Ｆｏｃｉ?（Ｃ）??
３．?１．?１?Ｆｏｃ４?和?Ｆｏｃｉ?菌株?ＧＦＰ?标记??（１）原生质体形态与ＧＦＰ转化子鉴定??菌丝通过酶解获得圆球状的的原生质体（图３－１Ａ），浓度近１０８?ｓｐｏｒｅｓ／ｍＬ，能够??满足转化要求。原生质体转化后，在２００?ｐｇ／ｍＬ潮霉素ＰＤＡ平板上能够形成转化子，??Ｆｏｃｉ和Ｆｏｃ４分别获得４和８个转化子。荧光观察发现，从ＰＤＡ潮霉素抗性培养基上??长出的所有转化子，均能够在激光共聚焦显微镜４８０?ｎｍ激发光发出绿色荧光。继代??５次后还能发出强烈的绿色荧光（图３－１Ｂ，Ｃ）。说明这些转化子的ｇｆｐ基因己被转入??到菌株中，性状稳定。??■■■??图３－１酶解获得的原生质体（Ａ）与Ｆｏｃ４?（Ｂ）和Ｆｏｃｉ?（Ｃ）转化子激光共聚焦显微图??Ｆｉｇ．３－１?ｐｒｏｔｏｐｌａｓｔ?（Ａ）?ａｎｄ?ＧＦＰ?ｔａｇｇｅｄ?Ｆｏｃ４?（Ｂ）?ａｎｄ?Ｆｏｃｉ?（Ｃ）??对继代５次转化子进行ＰＣＲ检测，结果表明，Ｆｏｃｉ?００５，?Ｆｏｃ４?００１，转化子均扩??增出一条４１７?ｂｐ的目的片段（图３－２），进一步说明ｇｆｐ基因己经转入到菌株中，并??具良好的稳定性。??５００ｂｐ?—??２５０ｂｐ?—ＨＢ??图３－２转化子的ＰＣＲ检测??Ｆｉｇ．３－２?ＰＣＲ?ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ＧＦＰ?ｔａｇｇｅｄ?Ｆｏｅ??Ｍ：２０００Ｍａｒｋｅｒ；ｌ：质粒对照；２：?Ｆｏｃｌ００５
海南大学博士学位论文??（２）?ＧＦＰ标记菌株的菌落形态与致病性??ＰＤＡ平板上的转化子与野生型对比如图３－３所示，转化子在ＰＤＡ上的长势和菌??落形态与野生型基本一致。玻璃纸穿透实验结果也表明，转ｇｆｐ基因对转化子的穿透??并没有影响（图３－４）。??图３－３转化子与野生型在ＰＤＡ平板上对比??Ｆｉｇ．３－３?Ｇｒｏｗｔｈ?ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＧＦＰ－ｔａｇ?ｓｔｒａｉｎ?ｗｉｔｈ?ｗｉｌｄｔｙｐｅ?ｉｎ?ＰＤＡ??Ａ：Ｆｏｃｌ?野生型，Ｂ：?Ｆｏｃｌ－ＧＦＰ，?Ｃ：?Ｆｏｃ４－ＧＦＰ，?Ｄ：?Ｆｏｃ４?野生型??Ｆｏｃ４?ｆ?Ｆｏｃ４？ｇｆｐ?’?Ｆｏｃｉ?＾?Ｆｏｃｌ－ｇｆｐ?＾??ｉ?處??图３－４玻璃纸穿透实验??Ｆｉｇ．３－４?Ｃｅｌｌｏｐｈａｎｅ?ｐｅｎｅｔｒａｔｅｄ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ??利用盆栽巴西蕉对转化子进行致病性测定。采用球茎切开法观察香蕉维管束症状，??接种一个月后，香蕉出现黄叶枯萎时，将香蕉球茎切开拍照，结果如图３－５所示，与??野生型相比，Ｆｏｃ４转化子对巴西蕉和“广粉１号”的致病性不变、Ｆｏｃｉ对“广粉１??号”的致病性不变，对巴西蕉不致病。??图３－５接种香蕉球茎维管束症状图??Ｆｉｇ．３－５?ｔｈｅ?ｓｙｍｐｔｏｍ?ｂａｎａｎａ?ｃｏｒｍ??Ａ：Ｆｏｃ４－ｇｆｐ接种“广粉１号”
【参考文献】：
期刊论文
[1]香蕉枯萎病菌热带4号小种基因组规模分泌蛋白的预测与分析[J]. 聂燕芳,黄嘉瑶,周玲菀,涂晓欢,陈慧妍,王振中,李云锋. 江苏农业学报. 2017(02)
[2]香蕉MaWRKY18的克隆及表达特征分析[J]. 贾彩红,王卓,金志强,李健平,徐碧玉. 植物病理学报. 2016(05)
[3]抗枯萎病香蕉新品种‘南天黄’的特征与栽培技术要点[J]. 许林兵,黄秉智,肖维强. 中国热带农业. 2016(04)
[4]香蕉新品系‘热科2号’主要农艺性状分析[J]. 张欣,漆艳香,彭军,张辉强,谢艺贤. 热带农业科学. 2016(06)
[5]广西香蕉枯萎病4号生理小种发生特点调查[J]. 覃柳燕,李朝生,韦绍龙,田丹丹,周维,龙盛风,黄素梅,李小泉. 中国南方果树. 2016(03)
[6]香蕉枯萎病菌假定分泌蛋白SP10的功能分析[J]. 郭立佳,王飞燕,梁昌聪,杨腊英,汪军,刘磊,黄俊生. 热带作物学报. 2016(03)
[7]转录组学及其在蔬菜学上应用研究进展[J]. 廉洁,张喜春,谷建田. 中国农学通报. 2015(08)
[8]套种韭菜配施生物有机肥对香蕉枯萎病及土壤微生物的影响[J]. 柳影,丁文娟,曹群,刘小锋,李伟鑫,梁宇力,李华兴. 农业环境科学学报. 2015(02)
[9]香蕉枯萎病病原菌Six同源基因的鉴定[J]. 郭立佳,杨腊英,彭军,王国芬,梁昌聪,刘磊,黄俊生. 热带作物学报. 2013(12)
[10]FoAP1基因在香蕉枯萎病菌致病过程中的功能分析[J]. 齐兴柱,杨腊英,郭立佳,黄俊生. 植物病理学报. 2013(06)
博士论文
[1]香蕉枯萎病菌进化研究和Foc TR4致病相关效应蛋白的鉴定及功能分析[D]. 杨静.华南农业大学 2016
[2]拟南芥U-box蛋白PUB13的功能研究[D]. 李魏.湖南农业大学 2012
[3]新型隐球酵母菌中酪蛋白激酶ICck1调控多重信号传导通路及其对细胞完整性和真菌致病性调控机制的研究[D]. 王毅娜.天津医科大学 2012
硕士论文
[1]香蕉枯萎病菌2小种间pme1和pme2基因比较和功能研究[D]. 黄自德.华南农业大学 2016
[2]香蕉枯萎病菌分泌蛋白质的差异表达分析[D]. 周淦.华南农业大学 2016
[3]FoHFI1基因在香蕉枯萎病菌致病过程中的作用[D]. 农海静.华南农业大学 2016
[4]香蕉在尖孢镰刀菌枯萎病胁迫下的数字基因差异表达谱分析[D]. 赵惠.海南大学 2014
[5]采用iTRAQ技术对香蕉在枯萎病诱导下差异蛋白质表达谱的研究[D]. 穆雷.海南大学 2014
[6]香蕉枯萎病病原菌转化体系的建立及FEM1基因功能的初探[D]. 杨歆璇.海南大学 2011
[7]香蕉枯萎病菌两个新基因的敲除和功能初探[D]. 羊玉花.海南大学 2011
[8]尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种T-DNA插入突变体库的构建及部分致病相关突变体插入位点的定位[D]. 高剑.海南大学 2010
[9]香蕉枯萎病菌1号生理小种T-DNA插入突变体库的建立及部分致病相关突变体插入位点定位[D]. 林妃.海南大学 2010
[10]香蕉枯萎病菌GFP标记和β-葡萄糖甘酶基因克隆[D]. 李燕丹.福建农林大学 2010
本文编号：3525022
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