感大豆疫霉菌拟南芥突变体的遗传分析

论文摘要

非寄主抗性是指整个植物种类对于其非自身病原物的所有个体都具有的抗性。这种抗性是自然界最普遍的现象,被认为比寄主抗性更为持久的抗性,并且与植物的基础抗性密切相关。近年来,在植物非寄主抗性研究方面的的进展主要包括,细胞壁对于启动抗性反应发挥的重要作用,诱导植物防卫反应的病原相关分子模式广谱激发子（PAMPs）的发现,以及一些在非寄主抗性中发挥重要作用的抗性基因等。近年来的研究尽管已经提出有关植物的非寄主抗性可能是通过多个微效抗性基因识别来自不同病原物的多种激发子来实现的,但是对其遗传学基础不清楚。许多植物-病原菌系统的非寄主抗性互作都涉及到植物的主动防卫反应,这表明这种抗性很可能存在着与少数基因功能相关的关键环节。疫霉菌（Phytophthora）属卵菌,是一类在系统发育和生活史上都不同于真菌的植物病原物。因此,植物在与卵菌的非寄主互作中,很可能拥有与真菌不同的生化和遗传机制。本研究以模式植物拟南芥（Arabidopsis thaliana）和大豆疫霉菌（Phytophthora sojae）为材料,通过对一个感大豆疫霉菌的拟南芥T-DNA插入突变体581-51以及相关突变体的遗传分析,研究植物对卵菌的非寄主抗性的遗传基础。通过TAIL-PCR获得突变体581-51中4个T-DNA插入的边界序列,T-DNA插入引起的4个基因突变（b、o、h、f）中的b、o、h位于Chr.4,f基因位于Chr.3。通过制备、鉴定和接菌测试分别含有f、b、o纯合突变的拟南芥突变体,确定了这些突变体均对大豆疫霉菌都表现出与野生型类似的抗性。经基因型鉴定确认的感病突变体581-51与野生型遗传杂交的F1代均对大豆疫霉菌表现抗病,F2代抗感分离符合3:1的假设。对感病突变体581-51与野生型杂交F1代和F2代表型和基因型的分析表明,581-51的感病表型是由隐性单基因座的突变控制的。结合其他分子生物学技术以及对这些581-51自交和杂交后代的进一步分析,可望推动对于卵菌与植物之间非寄主互作机制的认识。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 非寄主抗性和基础抗性概述
• 1.2.1 非寄主抗性
• 1.2.2 基础抗性和基础亲和性
• 1.2.3 非寄主抗性的类型
• 1.3 研究非寄主抗性及基础抗性的植物-病原系统
• 1.3.1 植物-真菌病原物互作系统
• 1.3.2 植物-细菌病原物
• 1.3.3 植物-病原卵菌互作
• 1.4 非寄主抗性机理概述
• 1.4.1 植物细胞壁
• 1.4.2 非寄主抗性有关的病原相关分子模式
• 1.5 研究基础
• 1.6 本研究的目的和意义
• 第二章 感大豆疫霉菌拟南芥突变体中候选抗病基因的TAIL-PCR 鉴定
• 2.1 引言
• 2.2 实验材料、试剂与仪器
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 主要实验试剂
• 2.2.3 仪器
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 拟南芥的培养
• 2.3.2 拟南芥叶片基因组DNA 提取
• 2.3.3 TAIL-PCR 方法
• 2.3.4 TAIL-PCR 特异性片段的克隆和测序
• 2.4 实验结果与分析
• 2.4.1 TAIL-PCR 产物凝胶电泳分析
• 2.4.2 TAIL-PCR 特异片段测序结果分析
• 2.5 讨论
• 第三章 候选抗性基因T-DNA 插入突变体的抗病性检测
• 3.1 引言
• 3.2 实验材料、试剂与仪器
• 3.2.1 实验材料
• 3.2.2 试剂与仪器
• 3.3 实验方法
• 3.3.1 筛选候选抗性基因纯合T-DNA 插入突变体
• 3.3.2 候选抗性基因纯合突变体拟南芥的抗病性检测
• 3.4 实验结果与分析
• 3.4.1 候选抗性基因T-DNA 插入突变体的基因型鉴定及筛选结果
• 3.4.2 抗性基因纯合突变体抗病性检测
• 3.5 讨论
• 第四章 感大豆疫霉菌突变体与野生型拟南芥杂交后代的遗传分析
• 4.1 引言
• 4.2 实验材料、试剂与仪器
• 4.2.1 实验材料
• 4.2.2 试剂与仪器
• 4.3 实验方法
• 4.3.1 拟南芥的遗传杂交
• 4.3.2 感病突变体与野生型拟南芥杂交后代的抗病性检测
• 4.3.3 感病突变体与野生型拟南芥杂交后代个体基因型鉴定
• 4.4 实验结果与分析
• 4.4.1 杂交F1 代基因型和表型的鉴定
• 4.4.2 杂交F2 代表型和基因型的鉴定
• 4.5 讨论
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介