稻瘟菌效应蛋白MoNLE1的功能分析和水稻泛素化蛋白质组学研究

发布时间：2017-12-14 08:11

  本文关键词：稻瘟菌效应蛋白MoNLE1的功能分析和水稻泛素化蛋白质组学研究

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【摘要】：稻瘟菌(Magnaporthe oryzae)引起的稻瘟病是水稻生产上最重要的病害之一。近年来,对于稻瘟菌中效应蛋白(effector)的研究已成为分子植物病理学科的热点研究课题之一。另外,在植物中泛素-26S蛋白酶体降解途径(Ubiquitin Proteasome System, UPS)对调节植物体内蛋白质和酶的平衡起着关键的作用,植物通过UPS可以去除错误折叠的蛋白来抵抗各种非生物胁迫和生物胁迫造成的伤害,因此如何规模化的鉴定植物尤其是水稻中的泛素化蛋白成为目前迫切需要解决的课题之一。本论文分别从稻瘟菌的一个效应蛋白MoNLE1的功能研究和水稻中泛素化蛋白的富集这两方面出发,做了一些初步的探索研究。实验室前期通过生物信息学的方法从851个侵染水稻过程中表达的稻瘟菌分泌蛋白基因中预测出32个植物细胞核定位的基因,经过亚细胞定位、基因敲除等方法,筛选出一个与致病性有关的稻瘟菌效应蛋白MoNLE1本论文对MoNLE1的功能做了进一步研究,得出如下结果：(1)酵母信号肽分泌试验证明,用SignalP4.1软件所预测的MoNLE1信号肽起着分泌的作用；(2)通过对预测的MoNLE1核定位序列NLS进行删除、点突变等方法进一步确定NLS对于MoNLE1在植物中的细胞核定位是必须的；(3)通过转基因,将稻瘟菌效应蛋白MoNLE1在水稻中表达,分别对MoNLE1的纯合植株以及分离株进行了稻瘟菌致病性分析,结果显示纯合植株对稻瘟菌侵染更敏感,表明MoNLE1能抑制水稻的抗病性；(4)用PAMP激发子flg22和chitin分别诱导处理MoNLE1纯合株以及分离株,然后测试其ROS含量变化以及PTI相关基因的表达情况,发现MoNLE1可以抑制由flg22和chitin所诱导的活性氧进发；同时MoNLE1也抑制PTI相关基因OsFLS2和OsKS4的表达；(5)用酵母双杂交文库筛选的方法,对MoNLE1在水稻中的互作蛋白进行了筛选,发现一个水通道蛋白OsPIPL1可以与其相互作用。运用泛素化特异性抗体亲和纯化和高分辨质谱手段,首次对水稻中的泛素化蛋白进行了规模鉴定,获得了一些初步结果,为今后水稻泛素化蛋白质组学研究打下基础。(1)运用K-s-GG单克隆抗体从水稻叶片中鉴定到861个泛素化位点；(2)运用Motif预测软件分析,发现了水稻泛素化蛋白Motif的一些特征,即在泛素化赖氨酸位点的两侧氨基酸更倾向于中性的丙氨酸以及酸性的谷氨酸；(3)对泛素化蛋白互作网络进行了预测分析,发现了一些泛素化蛋白可能参与钙离子信号调控(CAM2/CBL2)途径以及真核生物中信号传导级联反应(14-3-3蛋白)调控途径；(4)通过预测泛素化蛋白KEGG代谢网络,为今后植物生理以及代谢的研究提供了借鉴。本研究方法可为今后进一步分析泛素化蛋白的生理作用提供依据。
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S435.111.41

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本文编号：1287158