水稻纹枯病菌G蛋白β亚基基因的克隆与特性分析

论文摘要

纹枯病是水稻三大病害之一,近年来危害面积迅速扩大,危害程度急剧加重,己严重影响水稻的产量和品质,因此对水稻纹枯病的有效防治研究己迫在眉睫。由于引起水稻纹枯病的立枯丝核菌（Rhizoctonia solani）具有强腐生性和广寄主范围,利用传统方法很难找到较高水平的抗源,给抗性研究带来一定的困难,因而目前国内外还未深入展开纹枯病的抗病机制和遗传育种研究。G蛋白β亚基（Guanine nucleotide binding protein beta-subunit gene）编码的蛋白作为重要的信号传导蛋白,可能在水稻纹枯病致病分子机制中起着重要作用。为了解水稻纹枯病菌G蛋白B亚基基因（G-protein beta-subunit of rice Rhizoctonia solani,简写gbrrs1）的特征特性和探索有效控制该病的方法,本文对该基因作了系列研究,获得以下结果:1、基因的获得:根据同源物种G蛋白β亚基相关序列设计引物,通过PCR（polymerase chain reaction）和RT-PCR（reverse transcriptase PCR）技术,获得了水稻纹枯病菌G蛋白β亚基的基因序列和开放阅读框ORF（open reading frame）（GeneBank登录号:EU267677）。2、基因的特性:该基因片断全长1867bp（A含量为20.0%,C含量为26.6%,G含量为25.2%,T含量为28.2%）,含有4个内含子和5个外显子,各内含子长度在54bp～163bp,且序列均符合5’-gt……ag-3’模式。开放阅读框1047bp,编码348aa,推测的蛋白质分子量为38.23 KDa,等电点为6.54。该蛋白质具有2个α-螺旋（alpha-helix）和7个β-折叠（beta-sheet）（每个beta sheet又包含4个beta-strand）的二级结构;形成了在N端有2个α-螺旋、紧接着7个β-折叠构成无规则卷曲桶形的三级结构。GenBank Blast结果表明,GBRRS1与四种真菌生物G蛋白β亚基的氨基酸序列同源性较高,与Lentinula edodes（AAT74567.1）、Coprinopsis cinerea（EAU92269）、Ustilago maydis（AAN33051）和Filobasidiella neoformans（AAD03596）的一致性分别达到了89%、88%、81%和81%。3、基因的原核表达:将gbrss1的开放阅读框克隆于原核融合表达载体pGEX-4T-2中,经IPTG诱导,获得了相应蛋白的表达。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 1 文献综述
• 1.1 水稻纹枯病研究现状
• 1.1.1 水稻纹枯病的发生及危害
• 1.1.2 纹枯病的组织病理学研究
• 1.1.3 水稻抗纹枯病研究
• 1.1.3.1 水稻纹枯病抗性遗传分析
• 1.1.3.2 水稻纹枯病抗性基因的分子标记研究
• 1.1.3.3 抗源筛选和改造
• 1.1.4 水稻纹枯病的防治策略
• 1.1.4.1 传统防治方法
• 1.1.4.2 转基因水稻抗纹枯病研究
• 1.2 G蛋白及其研究进展
• 1.2.1 G蛋白的结构与分类
• 1.2.1.1 蛋白的结构与分类
• 1.2.1.2 G蛋白的结构与其特异性的关系
• 1.2.2 G蛋白激活的分子机制
• 1.2.3 G蛋白传导通路
• 1.2.4 G蛋白β亚基研究进展
• 1.3 立题设想
• 2 材料与方法
• 2.1 菌株
• 2.2 主要试剂
• 2.3 DNA的提取
• 2.4 总RNA的提取
• 2.5 引物设计与gbrrsl的克隆
• 2.6 PCR产物的回收
• 2.7 克隆测序
• 2.8 gbrrsl基因cDNA的克隆
• 2.9 质粒DNA提取
• 2.10 gbrrsl的原核表达
• 3 结果与分析
• 3.1 水稻纹枯病菌的田间观测
• 3.2 纹枯病菌的培养性状
• 3.3 gbrrsl的克隆与特性分析
• 3.4 gbrrsl基因cDNA的克隆与特性分析
• 3.5 gbrrsl编码蛋白的特性分析
• 3.6 gbrrsl的原核表达
• 4 讨论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录