GhMYB43调控棉花抗黄萎病菌的机制解析
发布时间：2021-01-05 23:57
植物在自然环境中生存,随时都要面临病原菌的侵害。在长期进化过程中,植物建立了自己的免疫系统去感知和响应生物胁迫,激活体内免疫应答反应来保护自身不受侵害。GhLac1是棉花中能够介导对黄萎病菌、棉铃虫、蚜虫产生广谱抗性的基因,其表达水平受相应生物胁迫的诱导表达;为进一步解析GhLac1调控棉花抗性响应的分子机制,本研究前期利用酵母单杂交（Yeast one hybird）筛选GhLac1上游调控因子,其中GhMYB43（GhD12G0544）能够显著激活GhLac1的表达。本研究以GhMYB43为研究对象,探讨其在响应棉花黄萎病菌入侵后的功能及其抗病分子机制,取得主要结果如下:1.克隆了GhMYB43基因全长序列并对其保守结构域和亚细胞定位进行分析。结果显示:GhMYB43位于陆地棉（Gossypium hirsutum）Dt亚组第12号染色体上,其开放阅读框长（Open Reading Frame,ORF）1131bp,包含2个内含子和3个外显子,编码1个含376个氨基酸的蛋白质,具有两个高度保守的MYB结构域,属于典型的R2R3-MYB类转录因子。因其与拟南芥（...
【文章来源】：石河子大学新疆维吾尔自治区 211工程院校
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
植物免疫和病原物共进化的‘zigzag’模型（引自Jonesetal.,2006）
GhMYB43调控棉花抗黄萎病菌的机制解析5图1-3茉莉酸转运和信号通路的工作模型（引自JingjunRuanetal，2019)Fig1-3Theworkingmodelofjasmonicacidtransportandsignalingpathway.（JingjunRuanetal，2019）SA与JA拮抗作用也是另一大研究热点。在个体基因表达水平上，JA和SA信号通路之间往往是相互拮抗的，针对不同的情况会有选择性的受诱导表达来抵抗特定的病原菌[53,54]。LeonReyes等人报道了SA对JA信号通路的抑制独立于JA的生物合成[55]。尽管SA抑制了JA生物合成的一系列基因，如LOX2、AOS、AOC2和OPR3，但作者证明外源SA抑制了JA诱导的标记基因PDF1.2在AOS突变体中的表达，其水平与野生型植物相同，抑制发生在JA路径的下游，在JA受体coi1突变体中，ERF1或ORA59诱导PDF1.2也被SA抑制[56]。1.3木质素代谢与植物免疫调控木质素是生物圈中占有机碳含量30%的第二大生物聚合物[57]，是植物细胞中苯丙氨酸代谢途径产生的重要次生代谢产物之一，在植物生物及非生物逆境中发挥了重要作用。作为一种复杂的酚醛聚合物，木质素是维管植物次生细胞壁(SCWs)的重要组成部分[58]，可以增强植物细胞壁的刚性和疏水性，通过植物维管束促进矿物质的运输[59]。此外，木质素是防止害虫和病原体的重要屏障[60]，广泛参与植物抗倒伏和应对各种环境胁迫等过程。木质素的生物合成是在特定细胞类型的SCWs中沉积的，受发育信号和环境刺激，如光照、损伤和病原体感染等控制[61,62]，其过程是一个非常复杂的网络，分为三个过程：木质素单体的生物合成，运输和聚合。木质素通常通过过氧化物酶（POD）和漆酶（LAC）与三种主要类型的木质素单体（芥子醇，S型；松柏醇，G型和对香豆醇，H型）聚合[13,55,63-65]。此外，木质素亚基也包括一些其他的化合物，比如羟基肉桂醛、三嗪黄酮
3.3结果与分析3.3.1GhMYB43亚细胞定位分析为深入了解GhMYB43的生物学功能，我们采用烟草瞬时转化的方法对其亚细胞定位进行了分析。我们将分别转化35S:GhMYB43-GFP融合表达载体、空载（35S-GFP）的农杆菌注射于烟草幼嫩叶片下表皮细胞。通过激光共聚焦显微镜观察发现，转化空载（35S-GFP）的烟草幼嫩叶片细胞中在细胞膜、细胞质以及细胞核中均能观察到绿色荧光，而35S:GhMYB43-GFP与核Marker基因AtHY5共定位于细胞核（图3-1）。因此我们认为GhMYB43是一个核定位蛋白，符合一般转录因子特征。注：Bar=20umNote:Bar=20um图3-1GhMYB43亚细胞定位Figure3-1SubcellularlocalizationofGhMYB43
本文编号：2959529
【文章来源】：石河子大学新疆维吾尔自治区 211工程院校
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
植物免疫和病原物共进化的‘zigzag’模型（引自Jonesetal.,2006）
GhMYB43调控棉花抗黄萎病菌的机制解析5图1-3茉莉酸转运和信号通路的工作模型（引自JingjunRuanetal，2019)Fig1-3Theworkingmodelofjasmonicacidtransportandsignalingpathway.（JingjunRuanetal，2019）SA与JA拮抗作用也是另一大研究热点。在个体基因表达水平上，JA和SA信号通路之间往往是相互拮抗的，针对不同的情况会有选择性的受诱导表达来抵抗特定的病原菌[53,54]。LeonReyes等人报道了SA对JA信号通路的抑制独立于JA的生物合成[55]。尽管SA抑制了JA生物合成的一系列基因，如LOX2、AOS、AOC2和OPR3，但作者证明外源SA抑制了JA诱导的标记基因PDF1.2在AOS突变体中的表达，其水平与野生型植物相同，抑制发生在JA路径的下游，在JA受体coi1突变体中，ERF1或ORA59诱导PDF1.2也被SA抑制[56]。1.3木质素代谢与植物免疫调控木质素是生物圈中占有机碳含量30%的第二大生物聚合物[57]，是植物细胞中苯丙氨酸代谢途径产生的重要次生代谢产物之一，在植物生物及非生物逆境中发挥了重要作用。作为一种复杂的酚醛聚合物，木质素是维管植物次生细胞壁(SCWs)的重要组成部分[58]，可以增强植物细胞壁的刚性和疏水性，通过植物维管束促进矿物质的运输[59]。此外，木质素是防止害虫和病原体的重要屏障[60]，广泛参与植物抗倒伏和应对各种环境胁迫等过程。木质素的生物合成是在特定细胞类型的SCWs中沉积的，受发育信号和环境刺激，如光照、损伤和病原体感染等控制[61,62]，其过程是一个非常复杂的网络，分为三个过程：木质素单体的生物合成，运输和聚合。木质素通常通过过氧化物酶（POD）和漆酶（LAC）与三种主要类型的木质素单体（芥子醇，S型；松柏醇，G型和对香豆醇，H型）聚合[13,55,63-65]。此外，木质素亚基也包括一些其他的化合物，比如羟基肉桂醛、三嗪黄酮
3.3结果与分析3.3.1GhMYB43亚细胞定位分析为深入了解GhMYB43的生物学功能，我们采用烟草瞬时转化的方法对其亚细胞定位进行了分析。我们将分别转化35S:GhMYB43-GFP融合表达载体、空载（35S-GFP）的农杆菌注射于烟草幼嫩叶片下表皮细胞。通过激光共聚焦显微镜观察发现，转化空载（35S-GFP）的烟草幼嫩叶片细胞中在细胞膜、细胞质以及细胞核中均能观察到绿色荧光，而35S:GhMYB43-GFP与核Marker基因AtHY5共定位于细胞核（图3-1）。因此我们认为GhMYB43是一个核定位蛋白，符合一般转录因子特征。注：Bar=20umNote:Bar=20um图3-1GhMYB43亚细胞定位Figure3-1SubcellularlocalizationofGhMYB43
本文编号：2959529
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