BrAtg6在大白菜抵抗根肿菌侵染中的作用及互作蛋白筛选
发布时间：2021-11-11 21:14
大白菜作为我国重要蔬菜作物,其产量受根肿病的影响极为严重。为研究大白菜对根肿病的抗病机制,本课题组前期研究中通过差异蛋白质组分析在大白菜根系中筛选到一个根肿菌侵染后显著上调表达的自噬蛋白BrAtg6,拟南芥中Atg6基因的缺失加快了根肿菌的侵染进程。为研究大白菜BrAtg6蛋白抵抗根肿菌侵染的作用机制。本研究以大白菜根肿病抗/感近等基因系为试验材料,通过荧光定量分析BrAtg6在不同侵染时期的基因表达量;通过亚细胞定位分析了BrAtg6的基因表达部位;利用MDC染色的方法对大白菜根部进行自噬结构的观察;构建酵母双杂文库,并通过酵母双杂从文库中筛选与BrAtg6互作的蛋白;通过在线软件STRING预测与BrAtg6互作的蛋白;最后利用酵母双杂一对一互作检验BrAtg6与这些互作蛋白的互作关系。得到如下结果:1.以抗/感材料不同侵染时期根、茎部cDNA为模板对BrAtg6进行基因表达量分析,结果表明根肿菌侵染后,感病材料中无论在侵染或发病时期的根、茎部位都显著提高,随着发病程度的加重,在根部表达量上调倍数最为显著。抗病材料中侵染时期的接菌材料根、茎中该基因的表达量均显著高于未接菌对照,但发...
【文章来源】：沈阳农业大学辽宁省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
根肿菌侵染后发病根部Fig.1-1RootafterinfectionofPlasmodiophoralesbrassica
第一章文献综述8图1-2细胞自噬途径和细胞死亡机制（KourtisNetal，2009）Fig.1-2Interfacingthecoreautophagicpathwaywithcelldeathmechanisms1.3.2细胞自噬在植物抗病过程中起重要作用在应对各种环境压力时，如营养饥饿、缺氧、氧化应激、干旱、高盐和病原体感染，自噬作为一种保护机制，帮助维持细胞内环境平衡和生存（Basshametal，2006；Hanetal，2011）。到目前为止，在自噬机制中已经有超过36个进化保守的自噬相关蛋白（ATGs）（LiuandBassham，2012）。在拟南芥中，ATG基因的缺失会导致营养剥夺、叶片过早衰老、寿命缩短、细胞代谢组改变、先天免疫激活、生物和非生物胁迫耐受性受损（Avin-Wittenbergetal，2015）。通常，ATG蛋白会形成三种不同的复合物来控制不同的步骤，所以自噬的形成包括起始、成核、扩展和自噬的成熟（LiandVierstra，2012）。植物在受到病原物侵染时会形成防御反应，而自噬能通过调节过敏反应-程序性细胞死亡（Hypersensitiveresponse-Programmedcelldeath，HR-PCD）来响应病原菌侵染（Matsuietal，2017）。当受到病原物侵染时，感染部位附近细胞快速死亡从而植物上形成枯斑，使得病原菌失去合适的生存环境和营养进而被局限在某一固定范围内不能再扩展，这样就保护了植物其它的健康细胞（Liuetal，2005；Pateletal，2008）。目前关于根肿病与细胞自噬之间的关系尚未见报道。但已有很多关于植物受到某些病毒、细菌以及真菌侵染进而引起细胞自噬的相关报道。病毒侵染植物后自噬可以抑制PCD的扩散。Liu等（2005）首次通过烟草花叶病毒（TobaccoMosaicVirus，TMV）系统的HR-PCD实验发现烟草的抗病反应能激活细胞自噬，在ATG6/BECLINI缺陷型烟草突变体植株中，HR病灶附近的未感染健康组织以及距感染部较远端的叶片自噬?
沈阳农业大学硕士学位论文11控寄主内SA甲基转移酶的基因（Ludwig-Mülleretal，2015）。图1-3水杨酸在植物体内代谢途径（尹玲莉等,2007）Fig.1-3Metabolicpathwayofsalicylicacidinplants茉莉酸（JasmonicAcid，JA）和乙烯（Ethylene，ET）均是广泛存在植物体内的生长调节物质。JA是一种脂肪酸衍生物，在受到外源刺激时可以快速做出响应，产生信号转导，调控植物的抗性。在植物受到病原物侵染时，JA类信号物质短时间内在植株内大量合成（Zhangetal，2015）。ET以一种气态激素的形式存在于植物体内，与植物的生长发育息息相关。在前人的研究中已有多个与ET信号转导途径相关的基因被定位到，并且发现这些基因与抗病性相关。此外，JA和ET均是诱发系统抗性产生的信号分子，JA和ET可协同介导防御相关基因的表达。在拟南芥—病原菌的互作研究中发现JA和ET共同介导诱导了防御基因PDF1,2（plantdefensin1,2）和HFL（hevein-likeproteingene）的表达（BrowseJ，2009）。活性氧（ROS）包括过氧化氢（H2O2）、超氧阴离子（O2-）以及羟自由基（OH）等，是具有活泼化学反应的氧原子所产生的代谢产物及衍生物（Liuetal，1999）。这些活性氧可在自噬细胞中产生，在宿主受到病原物入侵时的防御反应中起重要作用。ROS的信号转导主要包括氧化修饰蛋白和改变细胞内氧化还原状态两种机制（Hancock，2002）。研究表明，在CAT（SA的一种结合蛋白）缺失的烟草叶片中，ROS的积累可以系统或局部的诱导防御蛋白产生（Baeetal，1997）。细胞程序性死亡（PCD）在植物抗病进程中起重要作用，研究表明活性氧介导的PCD受钙离子浓度所影响。H2O2必须以Ca2+作为中间信号激发系列的蛋白质磷酸化，从而引起PDC相关基因的转录表达（图1-4）。ROS还可通过调控木质素的合成来参与防御反
【参考文献】：
期刊论文
[1]马铃薯块茎花色素苷合成相关R2R3 MYB蛋白基因的克隆和功能分析[J]. 谈欢,刘玉汇,李丽霞,王丽,李元铭,张俊莲. 作物学报. 2018(07)
[2]大豆肌醇加氧酶基因响应线虫胁迫的表达分析[J]. 王学敏,杨若巍,王超,陈井生,王惠,段玉玺. 中国油料作物学报. 2017(06)
[3]芸薹根肿菌单孢分离技术体系构建及沈阳地区根肿菌的鉴定[J]. 刘一凡,王赛,常虹,高诗琪,赵颖,冀瑞琴,冯辉. 园艺学报. 2017(12)
[4]TMV侵染烟草诱导寄主产生细胞自噬[J]. 刘伟,李方方,孙航军,王耀锋,余广宏,王凤龙,钱玉梅,杨金广. 植物病理学报. 2016(06)
[5]调控植物花发育的MYB类转录因子研究进展[J]. 钱景华,李增强,廖小芳,汤丹峰,史奇奇,周瑞阳,陈鹏. 生物技术通讯. 2016(02)
[6]酵母双杂交技术应用进展[J]. 王婷,葛怀娜,郭宏. 生物技术进展. 2015(05)
[7]拟南芥AtGRP7基因诱饵载体的构建及酵母双杂的初筛[J]. 刘长仁,刘伟,翟金玲,訾亮,黄惜. 热带生物学报. 2012(02)
[8]酵母双杂交中诱饵蛋白载体的构建与鉴定方法[J]. 李尧锋,张楠阳,赵永聚. 中国生物工程杂志. 2012(02)
[9]活性氧的信号传导途径[J]. 张佳娣. 安徽农业科学. 2010(16)
[10]实时荧光定量PCR检测RSV胁迫下抗病、感病水稻中与脱落酸相关基因的差异表达[J]. 丁新伦,张孟倩,谢荔岩,林奇英,吴祖建,谢联辉. 激光生物学报. 2008(04)
博士论文
[1]自噬在小麦受叶锈菌侵染诱发的过敏性细胞死亡中的作用[D]. 刘刚.河北农业大学 2015
硕士论文
[1]根肿菌侵染大白菜初期转录组分析[D]. 王艺琏.沈阳农业大学 2019
[2]芽孢杆菌对油菜根肿病和稻瘟病的生防潜能研究[D]. 何有为.华中农业大学 2018
[3]大白菜BrAtg6基因在抵抗根肿菌侵染中的功能分析[D]. 常虹.沈阳农业大学 2018
[4]黄瓜花叶病毒侵染与烟草细胞自噬相关性的研究[D]. 董文凤.中国农业科学院 2018
[5]生物炭对大白菜幼苗生长及根肿病的影响[D]. 赵倩雯.沈阳农业大学 2016
[6]大白菜与根肿菌互作相关蛋白的挖掘[D]. 王晓丹.沈阳农业大学 2016
[7]大白菜根响应根肿菌侵染的基因表达研究[D]. 谭翀.云南农业大学 2014
[8]小麦抗白粉病产生过敏性反应机理的初步研究[D]. 王丽芳.华中农业大学 2005
本文编号：3489534
【文章来源】：沈阳农业大学辽宁省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
根肿菌侵染后发病根部Fig.1-1RootafterinfectionofPlasmodiophoralesbrassica
第一章文献综述8图1-2细胞自噬途径和细胞死亡机制（KourtisNetal，2009）Fig.1-2Interfacingthecoreautophagicpathwaywithcelldeathmechanisms1.3.2细胞自噬在植物抗病过程中起重要作用在应对各种环境压力时，如营养饥饿、缺氧、氧化应激、干旱、高盐和病原体感染，自噬作为一种保护机制，帮助维持细胞内环境平衡和生存（Basshametal，2006；Hanetal，2011）。到目前为止，在自噬机制中已经有超过36个进化保守的自噬相关蛋白（ATGs）（LiuandBassham，2012）。在拟南芥中，ATG基因的缺失会导致营养剥夺、叶片过早衰老、寿命缩短、细胞代谢组改变、先天免疫激活、生物和非生物胁迫耐受性受损（Avin-Wittenbergetal，2015）。通常，ATG蛋白会形成三种不同的复合物来控制不同的步骤，所以自噬的形成包括起始、成核、扩展和自噬的成熟（LiandVierstra，2012）。植物在受到病原物侵染时会形成防御反应，而自噬能通过调节过敏反应-程序性细胞死亡（Hypersensitiveresponse-Programmedcelldeath，HR-PCD）来响应病原菌侵染（Matsuietal，2017）。当受到病原物侵染时，感染部位附近细胞快速死亡从而植物上形成枯斑，使得病原菌失去合适的生存环境和营养进而被局限在某一固定范围内不能再扩展，这样就保护了植物其它的健康细胞（Liuetal，2005；Pateletal，2008）。目前关于根肿病与细胞自噬之间的关系尚未见报道。但已有很多关于植物受到某些病毒、细菌以及真菌侵染进而引起细胞自噬的相关报道。病毒侵染植物后自噬可以抑制PCD的扩散。Liu等（2005）首次通过烟草花叶病毒（TobaccoMosaicVirus，TMV）系统的HR-PCD实验发现烟草的抗病反应能激活细胞自噬，在ATG6/BECLINI缺陷型烟草突变体植株中，HR病灶附近的未感染健康组织以及距感染部较远端的叶片自噬?
沈阳农业大学硕士学位论文11控寄主内SA甲基转移酶的基因（Ludwig-Mülleretal，2015）。图1-3水杨酸在植物体内代谢途径（尹玲莉等,2007）Fig.1-3Metabolicpathwayofsalicylicacidinplants茉莉酸（JasmonicAcid，JA）和乙烯（Ethylene，ET）均是广泛存在植物体内的生长调节物质。JA是一种脂肪酸衍生物，在受到外源刺激时可以快速做出响应，产生信号转导，调控植物的抗性。在植物受到病原物侵染时，JA类信号物质短时间内在植株内大量合成（Zhangetal，2015）。ET以一种气态激素的形式存在于植物体内，与植物的生长发育息息相关。在前人的研究中已有多个与ET信号转导途径相关的基因被定位到，并且发现这些基因与抗病性相关。此外，JA和ET均是诱发系统抗性产生的信号分子，JA和ET可协同介导防御相关基因的表达。在拟南芥—病原菌的互作研究中发现JA和ET共同介导诱导了防御基因PDF1,2（plantdefensin1,2）和HFL（hevein-likeproteingene）的表达（BrowseJ，2009）。活性氧（ROS）包括过氧化氢（H2O2）、超氧阴离子（O2-）以及羟自由基（OH）等，是具有活泼化学反应的氧原子所产生的代谢产物及衍生物（Liuetal，1999）。这些活性氧可在自噬细胞中产生，在宿主受到病原物入侵时的防御反应中起重要作用。ROS的信号转导主要包括氧化修饰蛋白和改变细胞内氧化还原状态两种机制（Hancock，2002）。研究表明，在CAT（SA的一种结合蛋白）缺失的烟草叶片中，ROS的积累可以系统或局部的诱导防御蛋白产生（Baeetal，1997）。细胞程序性死亡（PCD）在植物抗病进程中起重要作用，研究表明活性氧介导的PCD受钙离子浓度所影响。H2O2必须以Ca2+作为中间信号激发系列的蛋白质磷酸化，从而引起PDC相关基因的转录表达（图1-4）。ROS还可通过调控木质素的合成来参与防御反
【参考文献】：
期刊论文
[1]马铃薯块茎花色素苷合成相关R2R3 MYB蛋白基因的克隆和功能分析[J]. 谈欢,刘玉汇,李丽霞,王丽,李元铭,张俊莲. 作物学报. 2018(07)
[2]大豆肌醇加氧酶基因响应线虫胁迫的表达分析[J]. 王学敏,杨若巍,王超,陈井生,王惠,段玉玺. 中国油料作物学报. 2017(06)
[3]芸薹根肿菌单孢分离技术体系构建及沈阳地区根肿菌的鉴定[J]. 刘一凡,王赛,常虹,高诗琪,赵颖,冀瑞琴,冯辉. 园艺学报. 2017(12)
[4]TMV侵染烟草诱导寄主产生细胞自噬[J]. 刘伟,李方方,孙航军,王耀锋,余广宏,王凤龙,钱玉梅,杨金广. 植物病理学报. 2016(06)
[5]调控植物花发育的MYB类转录因子研究进展[J]. 钱景华,李增强,廖小芳,汤丹峰,史奇奇,周瑞阳,陈鹏. 生物技术通讯. 2016(02)
[6]酵母双杂交技术应用进展[J]. 王婷,葛怀娜,郭宏. 生物技术进展. 2015(05)
[7]拟南芥AtGRP7基因诱饵载体的构建及酵母双杂的初筛[J]. 刘长仁,刘伟,翟金玲,訾亮,黄惜. 热带生物学报. 2012(02)
[8]酵母双杂交中诱饵蛋白载体的构建与鉴定方法[J]. 李尧锋,张楠阳,赵永聚. 中国生物工程杂志. 2012(02)
[9]活性氧的信号传导途径[J]. 张佳娣. 安徽农业科学. 2010(16)
[10]实时荧光定量PCR检测RSV胁迫下抗病、感病水稻中与脱落酸相关基因的差异表达[J]. 丁新伦,张孟倩,谢荔岩,林奇英,吴祖建,谢联辉. 激光生物学报. 2008(04)
博士论文
[1]自噬在小麦受叶锈菌侵染诱发的过敏性细胞死亡中的作用[D]. 刘刚.河北农业大学 2015
硕士论文
[1]根肿菌侵染大白菜初期转录组分析[D]. 王艺琏.沈阳农业大学 2019
[2]芽孢杆菌对油菜根肿病和稻瘟病的生防潜能研究[D]. 何有为.华中农业大学 2018
[3]大白菜BrAtg6基因在抵抗根肿菌侵染中的功能分析[D]. 常虹.沈阳农业大学 2018
[4]黄瓜花叶病毒侵染与烟草细胞自噬相关性的研究[D]. 董文凤.中国农业科学院 2018
[5]生物炭对大白菜幼苗生长及根肿病的影响[D]. 赵倩雯.沈阳农业大学 2016
[6]大白菜与根肿菌互作相关蛋白的挖掘[D]. 王晓丹.沈阳农业大学 2016
[7]大白菜根响应根肿菌侵染的基因表达研究[D]. 谭翀.云南农业大学 2014
[8]小麦抗白粉病产生过敏性反应机理的初步研究[D]. 王丽芳.华中农业大学 2005
本文编号：3489534
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