拟南芥抗灰葡萄孢相关基因的克隆和功能分析

拟南芥抗灰葡萄孢相关基因的克隆和功能分析

论文摘要

灰霉病是一种世界性的重要病害,病原为灰葡萄孢(Botrytis cinerea),其寄主范围广,常造成严重的经济损失。本论文在研究拟南芥不同生态型对不同病原菌抗性反应的基础上,探讨了拟南芥抗灰葡萄孢侵染的表型特征、细胞学证据和生化机制,对拟南芥抗灰葡萄孢基因进行了连锁分析和定位,应用抑制性消减杂交(SSH)和mRNA差异显示—PCR(DDRT-PCR)技术获得了大量拟南芥抗灰葡萄孢的相关基因片段,克隆了2个拟南芥抗灰葡萄孢相关基因,同时通过原核基因的表达初步验证其中1个抗病相关基因对灰葡萄孢的生长有一定的抑制作用。为更好地利用模式植物拟南芥的遗传资源和信息,促进植物抗病基因的克隆和相关作物的遗传改良奠定了良好的基础。 1.通过对拟南芥11个生态型对不同植物病原菌的抗病性反应测定,筛选出了具有抗/感差异表现的拟南芥—病原菌组合。供试40个菌株中,有19个菌株对拟南芥的11个生态型都表现抗/感差异,其中10株为灰葡萄孢菌株。试验选择灰葡萄孢菌株BC18为供试菌株,确定对其表现抗病的Col-0、Ws-0生态型和对其表现感病的Ler生态型为供试拟南芥。Col-0、Ws-0生态型接种灰葡萄孢菌株BC18后表现的抗病症状不同。Col-0生态型接种后表现免疫,Ws-0生态型接种后则出现过敏性坏死斑点。 2.试验对3个拟南芥生态型的细胞组织形态进行显微观察,比较在3个拟南芥生态型的叶片上,病菌的萌发、侵入及扩展的情况,获得了拟南芥Col-0和Ws-0生态型抗灰葡萄孢以及Ler生态型感灰葡萄孢的细胞学证据。同时,试验通过比较拟南芥抗病生态型Ws-0和感病生态型Ler接种灰葡萄孢后寄主防御酶系活性和非酶类物质丙二醛的含量变化,探讨了防御酶系和非酶类物质与拟南芥抗灰葡萄孢侵染的关系。确定了POD、CAT、PPO和PAL活性及MDA含量与拟南芥对灰葡萄孢的抗性密切相关:SOD活性与拟南芥对灰葡萄孢的抗性关系不密切。 3.本研究将抗灰葡萄孢拟南芥生态型Col-0与感病生态型Ler进行杂交,分析F1和F2代对灰葡萄孢的抗病表现,确定了拟南芥对灰葡萄孢的抗性受2个基因控制。应用图位克隆技术,确定了与2个抗病基因连锁的分子标记,将抗灰葡萄孢基因(暂命名为BC1和BC2)分别定位于拟南芥第4染色体和第5染色体上。BC1位于CCR1和DHS1之间,分别与CCR1和DHS1相距1.2cM和1.6cM;BC2位于CA72/NGA151和NGA106之间,分别与CA72/NGA151和NGA106相距1.4cM和2.4cM。 4.利用抑制性消减杂交(SSH)技术,获得拟南芥不同生态型接种灰葡萄孢后基因表达的差异cDNA片段。同源性分析表明,接种灰葡萄孢后,诱导了一些与转录、膜内外物质转移、蛋白合成、信号转导等有关的基因表达,并有可能启动多种调控机制,尤其是转录过程中的调控。片段AM-2含有GAF保守区域,与组氨酸激酶传感器有较高的同源性,与拟南芥的乙烯信号转导有关,因此初步判断AM-2序列可能与

论文目录

  • 引言
  • 1 抗病基因克隆策略
  • 2 拟南芥抗病基因的克隆
  • 3 灰葡萄孢与拟南芥的互作研究
  • 4 本研究的目的和意义
  • 第一章 拟南芥抗灰葡萄孢的表型特征、细胞学证据与生化机制
  • 第一节 拟南芥不同生态型对不同植物病原菌的抗病性鉴定
  • 1 材料和方法
  • 2 结果与分析
  • 3 结论
  • 第二节 拟南芥抗灰葡萄孢的细胞组织观察
  • 1 材料和方法
  • 2 结果与分析
  • 3 结论
  • 第三节 拟南芥抗灰葡萄孢的生化机制
  • 1 材料和方法
  • 2 结果与分析
  • 3 讨论
  • 第二章 拟南芥抗灰葡萄孢基因的连锁分析及定位
  • 1 材料和方法
  • 2 结果与分析
  • 3 讨论
  • 第三章 应用SSH技术分离拟南芥抗灰葡萄孢相关基因片段
  • 第一节 应用SSH技术分离差别表达的基因片段
  • 1 材料和方法
  • 2 结果与分析
  • 第二节 差别表达序列片段的回收及反式Northern杂交检测
  • 1 材料和方法
  • 2 结果和分析
  • 第三节 差别表达序列片段的克隆、测序和同源性分析
  • 1 材料和方法
  • 2 结果和分析
  • 3 讨论
  • 第四章 应用DDRT技术克隆拟南芥抗灰葡萄孢相关基因
  • 第一节 用DDRT技术分离差异表达的基因片段
  • 1 材料和方法
  • 2 结果与分析
  • 第二节 差别表达序列片段的回收和反式Northern杂交检测
  • 1 材料和方法
  • 2 结果和分析
  • 第三节 差别表达序列片段的克隆、测序和同源性分析
  • 1 材料和方法
  • 2 结果和分析
  • 3 讨论
  • 第四节 RACE技术获得抗病相关基因全长
  • 1 材料和方法
  • 2 结果和分析
  • 3 讨论
  • 第五节 AT5g67480基因的原核表达及其对灰葡萄孢的作用
  • 1 材料和方法
  • 2 结果与分析
  • 3 讨论
  • 结论
  • 参考文献
  • 在读期间发表的学术论文
  • 作者简历
  • 致谢
  • 附 发表论文
  • 相关论文文献

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