【摘 要】
：
马铃薯（Solanum tuberosum L.）是世界第三大粮食作物,因其粮菜兼用性及丰富的加工用途备受消费者喜爱。由致病疫霉（Phytophthora infestans）引起马铃薯晚疫病是马铃薯头号病害。抗病基因在马铃薯晚疫病抗病育种中发挥着重要作用,聚合多个抗病基因是获得广谱、持久抗性最有效的途径。RB、R8和Rpi-vnt1是三个马铃薯晚疫病广谱、持久抗病基因,利用基因工程聚合这三个基因
【基金项目】
：
国际（地区）合作与交流项目:基于抗病基因组学和效应子识别策略的马铃薯晚疫病抗性优异基因资源鉴定、新抗病基因发掘与利用（31761143007）；
论文部分内容阅读
马铃薯（Solanum tuberosum L.）是世界第三大粮食作物,因其粮菜兼用性及丰富的加工用途备受消费者喜爱。由致病疫霉（Phytophthora infestans）引起马铃薯晚疫病是马铃薯头号病害。抗病基因在马铃薯晚疫病抗病育种中发挥着重要作用,聚合多个抗病基因是获得广谱、持久抗性最有效的途径。RB、R8和Rpi-vnt1是三个马铃薯晚疫病广谱、持久抗病基因,利用基因工程聚合这三个基因预期可获得广谱、持久抗性马铃薯品种。抗病基因的过表达可提高抗性,但是对植物生长发育造成伤害,特别是聚合多个抗病基因可能会放大负面影响,因此在多基因聚合过程中有必要利用合适手段调控抗病基因的表达。为了探究RB、R8和Rpi-vnt1基因在聚合过程中合适的调控途径,本实验利用不同类型启动子及翻译抑制元件调控R基因表达,并结合本烟瞬时表达及马铃薯稳定遗传转化验证调控效果。主要研究结果如下:1.利用R蛋白与AVR蛋白识别原理和本烟瞬时接种鉴定克隆得到具有功能的RB、R8和Rpi-vnt1基因。2.本烟中瞬时过表达RB和Rpi-vnt1基因均可引起细胞坏死,R8基因则不能够引起细胞死亡,表明不同R基因单独过表达激发细胞死亡的程度不同。在RB、R8和Rpi-vnt1基因单独注射不引起本烟细胞坏死的农杆菌浓度下,共注射RB、R8和Rpi-vnt1则引起活性氧爆发并快速激发本烟细胞坏死,表明多个抗病基因共同表达对植物造成更大伤害。3.基因半定量表达检测、绿色荧光蛋白表达及蛋白免疫印迹试验证明,来自拟南芥,马铃薯和本烟的翻译调控元件Atu ORFs TBF1、Stu ORFTBF1和Nbu ORFTBF1都能够在翻译水平抑制e GFP基因表达而不影响转录,其中Stu ORFTBF1和Nbu ORFTBF1表现出更强的抑制作用。4.利用不同启动子（PVS3 promoter、Rpi-vnt1 promoter、35S）和翻译调控元件组合构建抗病基因表达载体并在本烟中瞬时表达,结果表明Atu ORFs TBF1及Stu ORFTBF1均能抑制RB基因和Rpi-vnt1基因过表达引起的细胞死亡。这种抑制作用不影响RB/IPIO和Rpi-vnt1/AVRvnt1识别引起的过敏反应,其中Stu ORFTBF1抑制效果更强。5.获得了不同启动子和不同翻译调控元件调控的RB转基因马铃薯株系。晚疫病菌接种鉴定表明,转基因植株抗性与RB基因表达量正相关。35S::RB、PVS3::RB载体转基因马铃薯均表现出很强的晚疫病抗性,其中35S::RB转基因马铃薯晚疫病抗性更强。35S::Atu-RB,35S::Stu-RB、PVS3::Atu-RB转基因马铃薯表现出一定的抗性,但抗性相对较弱,表明翻译调控元件对RB蛋白表达起到抑制作用。农艺性状初步观察未发现35S::RB和PVS3::RB超量表达转基因生长抑制现象,预示RB基因过表达对植株造成的伤害不明显。综上所述,R8基因过表达不会激发细胞死亡,可用35S启动子驱动超量表达。Rpi-vnt1基因过量表达极易引起细胞死亡,尚没有研究表明Rpi-vnt1抗性与表达量相关,因此Rpi-vnt1基因可用自身启动子调控。RB基因抗性与表达量正相关,但RB基因过表达会引起本烟细胞坏死,因此病原诱导启动子PVS3 promoter更适用于RB基因表达调控,一方面可以增加表达量,同时可以避免无病原侵染时过表达引起的伤害。
其他文献
柑橘是世界第一大水果,我国柑橘的产量与面积均居世界之首。我国柑橘品种以中熟为主,熟期集中,通过芽变选种培育更多不同熟期的新品种,有助于改善我果柑橘产业结构,满足人们对柑橘鲜果的消费需求。本研究以课题组发现的南丰蜜橘特早熟芽变优系（MT）及普通南丰蜜橘（WT）为材料,从植株的植物学性状、农艺性状、果实常规品质和糖酸含量等方面进行研究,以综合评价MT的品质优劣与推广价值。同时基于重测序技术开发出检测M
化石能源过度消费带来的资源短缺以及碳排放引起人类对清洁可再生能源的关注和旺盛需求。由于具有高能量密度和零污染,氢气被认为是理想的燃料,电解水是可持续产氢的方法之一,其过程包括析氢和析氧两个半反应。高活性催化剂在这两个半反应中发挥关键作用,但是,传统的贵金属基催化剂成本高昂、资源稀缺且稳定性不佳,不利于工业规模电解水产氢。开发高效和低成本催化剂是解决问题的突破口。过渡金属-碳基体复合材料接触界面两侧
为了满足当今世界对绿色化学和可持续发展的需求,寻找高效、廉价、低毒的绿色金属应用于化学合成方面的不对称催化领域也就成了化学从业者关注的问题。铁作为绿色金属自然就成了大家关注和研究的对象。本文先是研究了手性Fe-BPsalan络合物催化N-甲基咪唑衍生的α,β-不饱和羰基化合物和2,3-二氢呋喃之间的不对称[4+2]环加成反应。通过对条件的筛选和优化,使用5 mol%的手性Fe-BPsalan络合物
柑橘以其丰富的营养和经济价值,在世界各地广为栽培,并受到广大人民的欢迎。柑橘从播种到首次开花需要经历较长的童年阶段,一般6-8年,这严重阻碍了柑橘的育种进程。FD属于bZIP转录因子家族,可以与“成花素”（FT）形成复合物,该复合物可以通过促进下游开花相关基因的表达从而促进植物开花。在植物中,b HLH类转录因子参与多种生理过程,例如生理代谢、生长发育以及逆境响应等。课题组前期利用CiFD启动子进
非那雄胺,化学名称为N-叔丁基-3-氧代-4-氮杂-5α-雄甾-1-烯-17β-酰胺,是一种4-氮杂甾体化合物,作为一种特异性的II型5α-还原酶抑制剂,对良性前列腺增生具有良好的治疗作用,同时它也是第一个获得批准进入临床并投入市场的5α-还原酶抑制剂。非那雄胺的作用机制主要是可以阻断睾酮转化为活性更高的二氢睾酮（DHT）,可以导致体内DHT含量降低,睾酮水平增加或正常,能够改善前列腺增生症状,并
钠离子电池与锂离子电池具有相似的工作原理,制作工艺流程及生产设备可以相互兼容,再加上丰富廉价的钠资源,被认为是下一代最具潜力的化学电源。在钠离子电池体系所有的负极材料中,硬碳负极其能量密度较高、价格低廉,受到研究者的广泛关注。然而,由于硬碳首次库伦效率较低、循环稳定性较差、倍率性能不佳等问题使得其发展受限。而上述缺点可以通过新型电解液的开发得到有效缓解和改善,因此,电解液的适配和优化是钠离子电池的
富含亮氨酸重复（Leucine-rich repeat,LRR）是由一个疏水性亮氨酸残基保守片段和一个高度变异片段组成的短序列,其存在于免疫相关的受体中,例如:LRR-RLKs,RLPs和NLRs。现有预测工具主要基于隐马尔可夫模型、位置特异性矩阵和传统机器学习算法,本研究中我们引入深度学习算法开发了预测LRR结构域的新工具。在本课题研究过程中,我们首先基于重构的LRR单元高度保守片段模式构建了L
氨气的高效吸附分离在能源存储、环境保护等领域具有重要的意义。将离子液体均匀地分散在大比表面积、高稳定性的MOF材料的孔道中,制备出具有多吸附位点和高效吸附性能的稳定性ILs@MOF杂化材料,是提高NH3吸附性能的有效策略。利用离子液体和MOF材料的协同作用,有望显著提高杂化材料对NH3的吸附性能,并实现NH3/CO2混合气体中NH3的高效捕集与分离。本文将与氨作用适中的金属Zn2+引入离子液体中,
马铃薯黄萎病是一种常见的真菌性病害,亦被称为马铃薯早死病,病原菌一旦侵染植株会逐步扩展到各个部位,严重影响其正常生长。目前,现有的杀菌剂均未被发现可有效控制此类病害发生,而对于抗病基因的相关研究也较为匮乏。因此,深入发掘抗性基因并加以利用、加快抗病品种的选育进程将成为其最有效的防治手段,且具有深远的意义。本研究主要利用马铃薯二倍体材料C545和V67为亲本,构建BC1后代分离群体作为后续遗传定位的
苦瓜（Momordica charantia L.2n=2x=22）是葫芦科（Cucurbitaceae）的一年生蔓生草本植物,其营养价值高,兼具保健作用,具有重要的研究意义。苦瓜全雌系作为杂交母本具备增加产量、简化制种程序等优势,苦瓜全雌基因的定位可以为苦瓜育种提供优异的基因资源和筛选标记,有利于加速全雌性转育进程。本课题计划利用新构建的遗传分离群体对全雌位点进行定位,以期筛选可能的候选基因,为