【摘 要】
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甜瓜(Cucumis melo L.)是一种重要的园艺和经济作物,在生长发育的各个阶段都易遭受真菌病害如枯萎病、白粉病等的侵扰,严重影响着其生长发育及果实质量,传统上对该类病害的防治主要采用农药喷施的方法,但该方法不仅容易导致病菌产生抗药性,还会对环境造成极大的污染。近年来,利用基因工程技术指导的植物抗病育种和生物农药开发因具有绿色环保、效果显著等优点而越来越受到关注,应用该技术的关键在于抗病基因
【基金项目】
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国家自然科学基金项目32072592 和 31872116;
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甜瓜(Cucumis melo L.)是一种重要的园艺和经济作物,在生长发育的各个阶段都易遭受真菌病害如枯萎病、白粉病等的侵扰,严重影响着其生长发育及果实质量,传统上对该类病害的防治主要采用农药喷施的方法,但该方法不仅容易导致病菌产生抗药性,还会对环境造成极大的污染。近年来,利用基因工程技术指导的植物抗病育种和生物农药开发因具有绿色环保、效果显著等优点而越来越受到关注,应用该技术的关键在于抗病基因的筛选。类甜蛋白(Thaumatin-like protein,TLP)是一种在植物病害胁迫响应中扮演着重要角色的蛋白,目前在甜瓜中仍未见报道。基于此,本研究对甜瓜中的类甜蛋白进行了系统的鉴定,并对关键抗性基因CmTLP17的功能与潜在的应用进行了深入的探究。本研究主要由三部分构成。第一部分对甜瓜中的类甜蛋白进行了鉴定及特性研究。运用生物信息手段,本研究在甜瓜基因组中共鉴定到了28个类甜蛋白,分属于9个不同的亚家族。表达特性分析发现,多个成员在枯萎病菌和白粉病菌侵染后呈现出高表达量,表明它们可被病菌诱导表达。其中,成员CmTLP17在两种病菌侵染后均呈现出较高的表达量,表明该基因可能在甜瓜抗病中起到重要的作用。第二部分对CmTLP17的抗病功能进行了深入研究。利用基因工程的方法,通过将该基因在烟草中进行异源表达发现,过表达CmTLP17可以增强烟草对枯萎病的抗性,表明该基因具有抗病功能。第三部分对CmTLP17的体外抑枯萎病菌活性进行了检测。通过将该基因在大肠杆菌中进行诱导表达,摸索获得了该基因的最佳诱导表达条件。之后,通过体外抑菌实验发现CmTLP17蛋白表达产物可以抑制枯萎病菌的生长,表明其具有体外抑菌活性。综上,本研究对甜瓜中的类甜蛋白进行了鉴定和分析,并对关键基因CmTLP17的抗病功能进行了深入的研究。本研究的结果不仅可以为甜瓜的抗病育种提供指导,也可供其他植物中的相关研究借鉴。
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