水稻（Oryza sativa）稻瘟菌（Magnaporthe grisea）抗性相关蛋白的双向电泳分析研究

论文摘要

水稻（Oryza sativa）作为我国最重要的粮食作物，稻瘟菌的侵染每年都会对水稻造成不同程度的减产。因此，利用植物蛋白质组学技术，筛选出与稻瘟菌抗性相关的蛋白质关键分子，是水稻抗病育种的一个有效的途径。本研究中，对稻瘟菌具有抗性和感性的材料分别进行侵染。另外，通过双向凝胶电泳分离不同蛋白斑点，经感抗品种蛋白质分子图的比较筛选出蛋白质关键分子，为有效的克隆稻瘟菌抗性基因奠定基础，同时为研究水稻抗稻瘟的机制提供线索。主要研究结果如下：1．成功诱导水稻种子愈伤组织，并用改进后的方法，分别对侵染和未侵染的愈伤组织进行蛋白质提取，得到高纯度的蛋白质溶液，为下一步蛋白质双向电泳奠定了基础。2．采用固相pH梯度（immobilized pH gradient，IPG）双向凝胶电泳（two-dimensional gel electrophoresis，2-DE）分离四种材料总蛋白质，凝胶经银染显色后，建立了抗感水稻品种受稻瘟菌侵染和未侵染蛋白质的双向凝胶电泳图谱。3．用PDQuest图像分析软件进行比较分析、识别差异表达的蛋白质。获得未侵染内香优2号平均蛋白点数为447个，汕优63平均蛋白点数为440个；侵染后抗性品种内香优2号平均蛋白数为523个，感性品种汕优63平均蛋白质点数为326个。内香优2号未经侵染和侵染后图谱匹配率达89％和87％，汕优63未经侵染和侵染后图谱匹配率达86％和85％。内香优2号的差异表达蛋白点数为76个，汕优63的差异表达蛋白点数为114个。两者间存在一些差异表达的蛋白质，为阐明稻瘟病的发病机制打下了坚实的基础。4．侵染后抗性品种内香优2号在pH8.1位置处产生了一个表达量非常大的新蛋白P9。通过分析感抗品种对稻瘟菌不同的生理学反应可以推测，P9与其他增加的蛋白点一样与水稻受稻瘟菌侵染后引起的应答反应相关，是稻瘟菌侵染后由无毒基因诱导产生的新的功能性蛋白，这些诱导产生的新的功能性蛋白也就是水稻的抗病基因产物。

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• 第一部分 水稻稻瘟菌抗性相关蛋白的双向电泳分析研究
• 引言
• 1 材料和方法
• 1.1 实验材料
• 1.1.1 水稻品种
• 1.1.2 菌株
• 1.1.3 主要实验仪器、试剂
• 1.1.4 培养基
• 1.1.4.1 稻瘟菌培养基
• 1.1.4.2 植物培养基
• 1.2 实验方法
• 1.2.1 水稻愈伤组织的诱导培养
• 1.2.2 稻瘟菌培养及愈伤组织的侵染
• 1.2.3 水稻愈伤组织蛋白质的提取及其溶解
• 1.2.4 蛋白质浓度的测定
• 1.2.5 蛋白质双向电泳
• 1.2.5.1 第一向IPG等电聚焦（IEF）电泳
• 1.2.5.2 胶条的平衡
• 1.2.5.3 胶条的转移及SDS一聚丙烯酰胺凝胶电泳
• 1.2.6 银染
• 1.2.7 凝胶图像分析
• 2 结果与分析
• 2.1 实验材料的处理
• 2.1.1 水稻愈伤组织的诱导培养
• 2.1.1.1 不同基本培养基对水稻成熟胚愈伤组织诱导能力的影响
• 2.1.1.2 不同激素浓度诱导愈伤组织的效果
• 2.1.2 蛋白质提取
• 2.2 抗感两品种双向凝胶电泳银染图谱
• 2.3 蛋白点的检测
• 3 讨论
• 3.1 水稻愈伤组织的诱导培养
• 3.2 蛋白质的提取
• 3.3 蛋白质双向电泳
• 3.3.1 第一向等电聚焦（IEF）
• 3.3.2 胶条的平衡
• 3.3.3 第二向SDS-PAGE
• 3.4 凝胶的银染
• 3.5 应用PDOuest 2-DE分析软件进行凝胶图像分析
• 小结
• 参考文献
• 第二部分 文献综述植物抗病性机理及蛋白质组学研究进展
• 1.引言
• 2.植物抗病性机理研究现状
• 2.1 植物抗病性的表现
• 2.2 植物抗病的分子机制
• 2.2.1 与病原物亲和因子有关的植物抗病性机制
• 2.2.2 与病原物非亲和因子有关的植物抗病性机制
• 2.2.2.1 抗病基因产物与信号识别
• 2.2.2.2 植物防卫反应的信号传递过程
• 2.3 控制植物病害的基因工程策略
• 3.蛋白质组学研究进展
• 3.1 蛋白质组学的概念及意义
• 3.2 国内外蛋白质组学研究现状
• 3.3 蛋白质组学研究的相关技术
• 3.3.1 蛋白质样品的制备
• 3.3.2 蛋白质双向电泳
• 3.3.2.1 等电聚焦（1EF）
• 3.3.2.2 胶条的平衡
• 3.3.2.3 第二向SDS—PAGE
• 3.3.3 蛋白点的检测
• 3.3.4 图像分析
• 3.3.5 蛋白质组鉴定技术
• 3.3.5.1 质谱技术
• 3.3.5.2 生物信息学
• 3.4 植物蛋白质组学研究进展
• 3.5 水稻蛋白质组学研究的进展
• 3.5.1 水稻组织的蛋白质组分析
• 3.5.2 水稻器官蛋白质组分析
• 3.5.3 水稻核蛋白组分析
• 4.水稻抗稻瘟菌研究进展
• 4.1 抗瘟性遗传
• 4.2 抗瘟性基因的分子标记及定位
• 4.3 抗瘟性相关基因克隆的分子生物学研究
• 4.4 问题与展望
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间发表论文