拟南芥局部及系统获得抗性的脂质代谢组学研究及GASA1基因的抗病功能验证

来源 :西北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhangyanjie123456
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在自然界中植物会受到各种病原菌的侵染。为此植物进化出了多种方式来抵御病原菌,包括在被侵染叶片中激活的局部抗性和在未被侵染的叶片中诱导的系统获得抗性(Systemic acquired resistance,SAR)。随着对脂质分子研究的不断深入,它们在植物抵御病原菌的过程也发挥着重要的作用。本研究分别采用两种丁香假单胞杆菌(Psm avr Rpm1和Psm ES4326)诱导野生型拟南芥的SAR,通过基于超高效液相色谱和质谱联用的脂质代谢组学技术(UPLC-MS/MS)筛选出多种在病原菌侵染叶片和诱导的系统性叶中含量有差异的脂类。为了探究这两种病原菌侵染Col-0后,差异脂类合成相关基因的表达情况,本研究对MGD1,PECT1,CCT1,AAPT1,DGAT1,GPAT1的表达进行了q PCR分析,进一步为研究局部及系统获得抗性的发病机理提供参考。通过分析实验室前期获得的TMT同位素标记蛋白质组学数据,我们发现在Psm avr Rpm1和Psm ES4326诱导的系统叶片中GASA1蛋白表现出较高的丰度,这一结果表明此蛋白可能和拟南芥的系统获得抗性相关。对GASA1进行多种生物信息学分析发现,此蛋白可能在生物胁迫以及氧化还原过程中起到了重要的作用。随后获得35S::GASA1-GFP过表达株系、T-DNA纯合突变体gasa1和p GASA1::GUS转基因株系来探究GASA1蛋白在局部抗性和SAR中的功能。表达模式分析结果显示GASA1在局部和系统叶片中均受病原菌的诱导;表型观察、q PCR和激素含量测定等实验结果表明GASA1可以通过调控SA的生物合成参与拟南芥的局部抗性和系统抗性。为了进一步探究GASA1的抗病分子机制,通过免疫共沉淀和质谱联用技术(Co-IP/MS)筛选了GASA1的互作蛋白,结果显示有13个和细菌防卫相关的蛋白可能与GASA1发生互作。此外,GASA1定位于细胞膜,而且它能调节叶片的大小、开花时间、根的长度。综上所述,本研究通过脂质代谢组学鉴定出多个与拟南芥局部及系统获得抗性相关的脂类代谢物;分析本实验室蛋白质组学实验结果筛选出GASA1,采用反向遗传学、分子生物学及生理学实验发现GASA1在拟南芥局部抗性及SAR过程中具有重要功能。本实验为深入了解GASA家族蛋白的抗病分子机制及农作物的遗传改良提供理论基础。
其他文献
研究背景:血管网络遍布机体,因此血管对于机体正常生命活动的维持至关重要。血管相关疾病一直是研究热点,其中缺血性疾病的病理机制和治疗依旧是重中之重。组织缺血可以诱发内皮细胞的多种应激反应,其中包括内质网应激。内质网应激信号通路可以调节内皮细胞的稳态,进而调控内皮细胞的增殖、分化和功能。而CD44作为内皮细胞表面粘附分子可以参与内皮细胞的增殖及炎症反应的调控,但是内质网应激调控内皮细胞中CD44表达及
学位
日本脑炎病毒(JEV)是黄病毒科(Flaviviridae)黄病毒属(Flavivirus)的单股正链RNA病毒,流行性乙型脑炎是一种由JEV感染引起的严重神经系统疾病,具有病死率高和致残率高的特点。虽有疫苗接种进行预防,但是由于人口的流动性增加及病毒自身变异的影响,疫苗保护力有限,且临床上尚缺乏特异性治疗药物。JEV致病机制尚未完全阐明,是目前临床药物研发的瓶颈。N6-methyladenosi
学位
糖基化修饰属于常见的蛋白质翻译后修饰种类之一,其异常表达与多种疾病的发生与发展密切相关。阿尔兹海默症(Alzheimer’s disease,AD)的发病率逐年上升,但其确切病因尚不完全清楚,已有研究表明AD的发生发展不仅与淀粉样蛋白、Tau蛋白、载脂蛋白的异常表达有关,而且还可能与蛋白的糖基化异常、肠道微生物生态失衡等有着密切的关系,但具体的相关性机制尚仍不清楚,需进一步研究。肠道黏蛋白具有高度
学位
新型冠状病毒肺炎2019(COVID-19)至2019年12月起在全球范围内相继爆发并发展为COVID-19大流行。严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-Co V-2)是引发COVID-19的根本病因,在大流行过程中SARS-Co V-2出现了很多变体,包括Delta(B.1.617.2)和Omicron(B.1.1.529)等。多项研究表明COVID-19患者的炎症反应表现为高水平的趋化因子以
学位
恶性肿瘤一直是威胁人生命健康的一大因素。HER2是人表皮生长因子受体家族成员之一,在多种实体瘤中出现了过表达的问题,是公认的抗肿瘤靶位。目前,靶向HER2的治疗已经发挥了很大的作用:识别HER2的单克隆抗体已经用于临床,但在使用过程中出现了单药响应率低以及耐药的问题;靶向HER2的免疫毒素已进入临床试验阶段,但尚未有效解决中和抗体产生、心脏毒性等问题;而其他免疫偶联蛋白仍处于临床前研究阶段。本课题
学位
狼毒(Stellera chamaejasme L.)是一种多年生毒杂草,在中国北方草原分布广泛。随着天然草地逐年的退化,狼毒种群不断扩散,生长面积大幅度增长,破坏了生态稳定性,也使得可放牧草原面积大幅度减少,从而对畜牧业的发展造成了极大的影响。植物的生长一方面受土壤理化特性的影响,另一方面也会和土壤的微生物群落产生相互作用,因此植物—土壤—微生物被认为存在系统的关联性。例如,植物——土壤反馈(p
学位
重金属污染作为对自然环境及人类健康最具威胁的挑战之一。因世界生产工业化的加速发展,致使其广泛存在于土壤及水体环境中,直接给自然界的生物带来了严重的冲击。但是目前已经开发的几种从环境介质中去除重金属离子技术,不仅所需成本巨大,且风险等级偏大。而莱茵衣藻等绿藻因其具有一定的吸附性,所以便为污水中重金属离子的处理提供了一种更安全、成本更低且更有效的生态方法。但是,衣藻在吸附重金属离子的同时,会受到其毒性
学位
目的:通过细菌培养法和16S rDNA扩增子测序分析睑缘炎患者眼表菌群的组成和多样性。方法:1.本研究于2021年1月至4月在西安市第一医院眼科门诊招募37名睑缘炎患者和20名健康志愿者。根据炎症累及睑缘解剖位置的不同,将睑缘炎组分为前睑缘炎组、后睑缘炎组和混合型睑缘炎组,收集各组参与者结膜囊和睑缘(含睑板腺分泌物)两个部位的样本。每个部位的样本中加入2ml无菌1×PBS缓冲液震荡混匀,再用移液枪
学位
光合作用是地球上绝大多数生命活动的基础,该过程是在叶绿体的类囊体上进行。由于其重要性,人们对叶绿体相关蛋白功能的研究越来越多,特别是对类囊体腔蛋白在电子传递,水的裂解,PSⅡ(Photosystem Ⅱ)的组装与修复等方面。研究表明叶绿体亲免蛋白CYP38(Cyclophilin 38)可以参与PSⅡ的组装与维持其稳定性,但其作用机制还不清楚。通过酵母双杂交技术筛选到类囊体腔蛋白At5g52970
学位
纳米材料被认为将在应对未来农业面临的挑战方面发挥关键作用。碳纳米材料因其体积小、化学性能独特,可对植物生物量、光合活性或植物的产量产生积极或消极的影响,种子萌发-早期幼苗生长是高等植物个体发生最敏感的阶段,因此碳纳米材料在这一阶段的作用与后期植物的产量关系紧密。本研究试验材料为小麦和拟南芥,通过培养植物幼苗,观察纳米生物碳添加对幼苗生长发育影响;利用植物生理学和转录组学等手段,分析纳米生物碳影响幼
学位