葡萄白腐病抗性QTL精细定位及转录调控机制研究
发布时间：2021-11-27 00:51
葡萄白腐病是影响葡萄产量和品质的一种重要真菌病害,然而,目前关于葡萄白腐病抗性的研究十分有限。葡萄育种中,传统的方法是通过对杂交后代的表现型进行筛选,从而找到即抗病品质又好的葡萄品种,不过这一过程不仅漫长,而且还要消耗大量的人力物力。近年来,随着分子生物学技术的迅速发展以及葡萄全基因组测序工作的完成,通过分子生物学手段进行葡萄高品质抗病育种,不仅可以缩短葡萄抗病育种的年限,同时也大大提高了定向育种效率。本研究通过转录组学分析和QTL定位对葡萄白腐病抗性相关的候选基因以及分子标记进行了探索和发掘,对今后葡萄白腐病抗性的育种工作具有重要的理论与实践意义。本试验以在白腐病抗性中具有显著差异的葡萄品种‘着色香’（V.vinifera L.×V.labrusca L.）和‘维多利亚’（V.vinifera L.）为试材,进行了白腐病侵染后的转录组学数据进行了分析,与此同时,以两者为亲本,创建杂交群体并进行了白腐病抗性的QTL定位。取得的主要结果如下:1.本试验以抗病品种‘着色香’为母本,感病品种‘维多利亚’为父本,通过种间杂交,创建了含有672株杂交后代的群体,从群体中随机挑选177株进行了白腐...
【文章来源】：沈阳农业大学辽宁省
【文章页数】：102 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
植物与病原微生物互作简图（KemalandLyons,2014）
诺拇?纪揪兜募?活，进而达到在不同位置阻断植物的PTI信号传导。在进化过程中，植物为了直接或者间接的识别这些效应蛋白，自身进一步进化出了一系列的抗性基因（resistancegene,R）。通常情况下，在对病原菌具有抗性或者免疫的植物宿主体内，R基因可以通过识别病原菌释放的效应蛋白来激活植物对病原微生物的抗性，我们把这一过程称之为效应物引发的免疫（effector-triggeredimmunity,ETI）。与PTI相比，ETI反应更为强烈，持续时间也会更长，通常也会出现由于超敏反应诱导的细胞死亡（Dangletal.,2013）。图1.2细胞内NLRs的信号转导网络（Wangetal.,2020）Figure1.2ThesignalingnetworkofintracellularNLRs（Wangetal.,2020）与病原菌效应蛋白序列多样性不同，植物所进化的R蛋白在其结构域上表现的非常保守，包含可以与核苷酸结合的NBS（nucleotide-bindingsite）结构域以及位序列C端的LRR（leucine-richrepeat）结构域。根据R基因N端的NBS结构域，可以将R基因
ed-Coil）结构域；第三类为RPW8（Resistancetopowderymildew8）结构域，此三类R基因分别被命名为TNLs、CNLs和RNLs（Jonesetal.,2006;Lietal.,2015;Monteiroetal.,2018）。近期的相关研究表明，不同的R基因分别介导了不同的免疫信号转导途径（图1.2）（Wangetal.,2020）。1.2.3植物先天免疫的Zig-zag模型对于所有的植物而言，其自身的PTI免疫以及ETI免疫反应并不是独立存在的，两者之间通过协同作用共同保护植物不受病原微生物的侵害。为了进一步阐释PTI和ETI两者之间的关系，Jones和Dangl在2006年提出了著名的Zig-zag模型（图1.3）。图1.3植物免疫系统Zig-zag模型（JonesandDangl,2006）Figure1.3TheZig-zagmodelofplantimmunesystem（JonesandDangl,2006）Zig-zag模型指出，植物通过其细胞膜表面的PRR蛋白可以识别绝大多数的病原微生物的PAMP,进而激活植物自身的PTI免疫反应，通常情况下，该反应可以确保植物对大多数病原微生物的免疫。然而，由于少数病原微生物释放的效应蛋白可以阻断PTI免疫信号的传导，使得植物对病原微生物的侵染具有了敏感性，这一过程又称为效应物诱导的敏感性（Effector-triggeredsusceptibility,ETS）。为了应对这一状况，在漫长的进化过程中，植物自身产生了一系列具有NB-LRR结构域的R基因。R基因通过直接或间接的方式识别病原微生物释放的无毒效应蛋白（Avirulenceprotein,Avr），从而激活了植物自身的ETI免疫反应。随后，病原微生物通过淘汰可以被R基因识别的Avr或者产生新的效应蛋白，进一步抑制植物的ETI反应，使得ETS再次发生。与之相对应的，植物自身进化出了可以识别新效应物蛋白的R基因，再次激活ETI反应。病原微生物和植物
【参考文献】：
期刊论文
[1]Plant immune signaling: Advancing on two frontiers[J]. Wei Wang,Baomin Feng,Jian-Min Zhou,Dingzhong Tang. Journal of Integrative Plant Biology. 2020(01)
[2]基于microRNA测序分析miRNA在刺葡萄抗白腐病中的作用[J]. 张颖,樊秀彩,姜建福,李民,刘崇怀. 果树学报. 2019(02)
[3]两个葡萄杂交后代群体的白腐病抗性鉴定及遗传分析[J]. 高宏艳,郭印山,苏凯,任志华,赵玉辉,刘镇东,李坤,郭修武. 沈阳农业大学学报. 2018(04)
[4]Mlo基因在葡萄抗白腐病中作用的研究[J]. 贾云飞,张国海,刘崇怀,樊秀彩,姜建福,孙海生,张颖. 植物生理学报. 2017(09)
[5]葡萄种质资源对叶片白腐病的抗性鉴定及评价[J]. 张颖,樊秀彩,孙海生,姜建福,刘崇怀. 果树学报. 2017(09)
[6]刺葡萄0943抗白腐病转录因子VdWRKY49的克隆及序列分析[J]. 冯虎,张颖,樊秀彩,姜建福,孙海生,刘崇怀. 果树学报. 2015(05)
[7]刺葡萄抗白腐病转录因子VdWRKY53基因克隆及表达[J]. 冯虎,张颖,樊秀彩,姜建福,孙海生,刘崇怀. 西北植物学报. 2015(08)
[8]Receptor-Like Kinases in Plant Innate Immunity[J]. Ying Wu,Jian-Min Zhou. Journal of Integrative Plant Biology. 2013(12)
[9]中国野生葡萄资源抗白腐病鉴定及抗性种质筛选[J]. 张颖,孙海生,樊秀彩,姜建福,刘崇怀. 果树学报. 2013(02)
[10]葡萄种质资源对葡萄白腐病抗性调查[J]. 李峰,樊秀彩,刘崇怀,张颖,姜建福,李民. 中国果树. 2012(03)
硕士论文
[1]山葡萄白腐病抗性QTL精细定位及抗病基因表达分析[D]. 高宏艳.沈阳农业大学 2019
[2]葡萄品种资源叶片白腐病和灰霉病的抗病鉴定及评价[D]. 刘丽婷.沈阳农业大学 2018
[3]刺葡萄0943 VdWRKY70转录因子抗病功能分析[D]. 贾云飞.河南科技大学 2018
[4]柑橘溃疡病相关WRKY转录因子和PR基因的筛选与功能分析[D]. 周鹏飞.西南大学 2017
本文编号：3521265
【文章来源】：沈阳农业大学辽宁省
【文章页数】：102 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
植物与病原微生物互作简图（KemalandLyons,2014）
诺拇?纪揪兜募?活，进而达到在不同位置阻断植物的PTI信号传导。在进化过程中，植物为了直接或者间接的识别这些效应蛋白，自身进一步进化出了一系列的抗性基因（resistancegene,R）。通常情况下，在对病原菌具有抗性或者免疫的植物宿主体内，R基因可以通过识别病原菌释放的效应蛋白来激活植物对病原微生物的抗性，我们把这一过程称之为效应物引发的免疫（effector-triggeredimmunity,ETI）。与PTI相比，ETI反应更为强烈，持续时间也会更长，通常也会出现由于超敏反应诱导的细胞死亡（Dangletal.,2013）。图1.2细胞内NLRs的信号转导网络（Wangetal.,2020）Figure1.2ThesignalingnetworkofintracellularNLRs（Wangetal.,2020）与病原菌效应蛋白序列多样性不同，植物所进化的R蛋白在其结构域上表现的非常保守，包含可以与核苷酸结合的NBS（nucleotide-bindingsite）结构域以及位序列C端的LRR（leucine-richrepeat）结构域。根据R基因N端的NBS结构域，可以将R基因
ed-Coil）结构域；第三类为RPW8（Resistancetopowderymildew8）结构域，此三类R基因分别被命名为TNLs、CNLs和RNLs（Jonesetal.,2006;Lietal.,2015;Monteiroetal.,2018）。近期的相关研究表明，不同的R基因分别介导了不同的免疫信号转导途径（图1.2）（Wangetal.,2020）。1.2.3植物先天免疫的Zig-zag模型对于所有的植物而言，其自身的PTI免疫以及ETI免疫反应并不是独立存在的，两者之间通过协同作用共同保护植物不受病原微生物的侵害。为了进一步阐释PTI和ETI两者之间的关系，Jones和Dangl在2006年提出了著名的Zig-zag模型（图1.3）。图1.3植物免疫系统Zig-zag模型（JonesandDangl,2006）Figure1.3TheZig-zagmodelofplantimmunesystem（JonesandDangl,2006）Zig-zag模型指出，植物通过其细胞膜表面的PRR蛋白可以识别绝大多数的病原微生物的PAMP,进而激活植物自身的PTI免疫反应，通常情况下，该反应可以确保植物对大多数病原微生物的免疫。然而，由于少数病原微生物释放的效应蛋白可以阻断PTI免疫信号的传导，使得植物对病原微生物的侵染具有了敏感性，这一过程又称为效应物诱导的敏感性（Effector-triggeredsusceptibility,ETS）。为了应对这一状况，在漫长的进化过程中，植物自身产生了一系列具有NB-LRR结构域的R基因。R基因通过直接或间接的方式识别病原微生物释放的无毒效应蛋白（Avirulenceprotein,Avr），从而激活了植物自身的ETI免疫反应。随后，病原微生物通过淘汰可以被R基因识别的Avr或者产生新的效应蛋白，进一步抑制植物的ETI反应，使得ETS再次发生。与之相对应的，植物自身进化出了可以识别新效应物蛋白的R基因，再次激活ETI反应。病原微生物和植物
【参考文献】：
期刊论文
[1]Plant immune signaling: Advancing on two frontiers[J]. Wei Wang,Baomin Feng,Jian-Min Zhou,Dingzhong Tang. Journal of Integrative Plant Biology. 2020(01)
[2]基于microRNA测序分析miRNA在刺葡萄抗白腐病中的作用[J]. 张颖,樊秀彩,姜建福,李民,刘崇怀. 果树学报. 2019(02)
[3]两个葡萄杂交后代群体的白腐病抗性鉴定及遗传分析[J]. 高宏艳,郭印山,苏凯,任志华,赵玉辉,刘镇东,李坤,郭修武. 沈阳农业大学学报. 2018(04)
[4]Mlo基因在葡萄抗白腐病中作用的研究[J]. 贾云飞,张国海,刘崇怀,樊秀彩,姜建福,孙海生,张颖. 植物生理学报. 2017(09)
[5]葡萄种质资源对叶片白腐病的抗性鉴定及评价[J]. 张颖,樊秀彩,孙海生,姜建福,刘崇怀. 果树学报. 2017(09)
[6]刺葡萄0943抗白腐病转录因子VdWRKY49的克隆及序列分析[J]. 冯虎,张颖,樊秀彩,姜建福,孙海生,刘崇怀. 果树学报. 2015(05)
[7]刺葡萄抗白腐病转录因子VdWRKY53基因克隆及表达[J]. 冯虎,张颖,樊秀彩,姜建福,孙海生,刘崇怀. 西北植物学报. 2015(08)
[8]Receptor-Like Kinases in Plant Innate Immunity[J]. Ying Wu,Jian-Min Zhou. Journal of Integrative Plant Biology. 2013(12)
[9]中国野生葡萄资源抗白腐病鉴定及抗性种质筛选[J]. 张颖,孙海生,樊秀彩,姜建福,刘崇怀. 果树学报. 2013(02)
[10]葡萄种质资源对葡萄白腐病抗性调查[J]. 李峰,樊秀彩,刘崇怀,张颖,姜建福,李民. 中国果树. 2012(03)
硕士论文
[1]山葡萄白腐病抗性QTL精细定位及抗病基因表达分析[D]. 高宏艳.沈阳农业大学 2019
[2]葡萄品种资源叶片白腐病和灰霉病的抗病鉴定及评价[D]. 刘丽婷.沈阳农业大学 2018
[3]刺葡萄0943 VdWRKY70转录因子抗病功能分析[D]. 贾云飞.河南科技大学 2018
[4]柑橘溃疡病相关WRKY转录因子和PR基因的筛选与功能分析[D]. 周鹏飞.西南大学 2017
本文编号：3521265
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