普通小麦-滨麦草衍生系M8664-3的两个抗条锈病相关基因的功能验证

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:txmotor
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
条锈病是世界上多个国家和地区普遍发生的小麦病害之一。由于条锈菌毒性变异快和单一抗病品种的大面积种植,致使抗病品种抗性很容易丧失。防治该病最经济、有效和安全的措施是培育和利用抗病品种,而优异的小麦条锈病抗源及抗病基因是小麦抗病育种的基础。普通小麦-滨麦草衍生系M8664-3对中国小麦条锈菌多个主要流行小种具有全生育期抗性,尤其对条锈菌CYR33在苗期会产生过敏性坏死反应。本研究在前期已经将M8664-3对CYR33的抗病基因Yr M8664-3定位于小麦4AL染色体的基础上,进行Yr M8664-3定位区间内抗病相关基因的筛选及其功能验证,主要取得如下研究结果:1.M8664-3接种条锈菌CYR33后产生了明显的坏死斑。组织病理学观察表明,M8664-3显著抑制了CYR33的生长发育,产生了强烈的活性氧迸发和过敏性坏死反应。将Yr M8664-3的定位区间与中国春全基因组序列对比分析,得到有类似抗病结构域的基因19个。对这19个基因进行初步实时荧光定量分析,选择表达量明显上升和明显下降的基因进行大麦花叶病毒诱导的基因沉默(BSMV-VIGS)功能验证,发现Ta_Pes_BRCT(暂命名)和Ta LRP(暂命名)两个基因与小麦抗条锈病相关。2.Ta_Pes_BRCT的序列分析表明,Ta_Pes_BRCT编码一个具有Pescadillo_N和BRCT两个结构域的蛋白,这两个结构域都与DNA损伤修复和损伤应答有关。定量分析表明,Ta_Pes_BRCT在M8664-3接种CYR33后表达量下降。BSMV-VIGS验证结果表明,Ta_Pes_BRCT沉默之后的植株叶片上产生了明显的孢子堆。组织病理学观察结果显示Ta_Pes_BRCT沉默后对条锈菌生长的抑制作用明显减弱。Ta_Pes_BRCT在高温(37℃)处理下表达受到抑制,在模拟干旱(PEG6000)处理下被诱导表达;说明Ta_Pes_BRCT的抗病反应有可能参与了植物抗旱和高温调控的过程。3.Ta LRP的序列分析表明,Ta LRP编码一个有连续三段亮氨酸重复序列的跨膜蛋白。定量分析表明,Ta LRP在M8664-3接种CYR33后表达量上升。BSMV-VIGS验证结果表明,Ta LRP沉默之后的植株叶片上产生了明显的孢子堆。组织病理学观察结果显示Ta LRP沉默后对条锈菌生长的抑制作用明显减弱。在茉莉酸(JA)处理下Ta LRP表达受到抑制,而在乙烯(ET)和模拟干旱(PEG6000)模拟干旱处理下被诱导表达,说明Ta LRP的抗病反应可能与ET和JA代谢通路相关,也可能参与植物抗旱的过程。
其他文献
猪苓[Polyporus umbellatus(Pers.)Fries]为多孔菌科药用真菌,我国传统中药材,猪苓多糖是猪苓中的重要活性物质,具有抗肿瘤、抗氧化,调节机体免疫力等功效。近年来,我国医疗事业不断发展壮大,尤其是中医药产业发展迅速,人们对传统中药材的应用愈加重视。随着猪苓多糖药理研究的发展,猪苓在临床中应用增多,因此,猪苓需求量呈增加趋势。然而,目前猪苓的生物学特性尚不完全清楚,人工半野
学位
果实大小/形状是由多基因位点控制的数量性状,其遗传基础较复杂。研究黄瓜果实大小/形状相关基因的功能,解析果实大小/形状育成的调控机制,对其品质和产量育种具有重要意义。本实验室前期已鉴定到CsSUN为FS1.2的候选基因,圆果实WI7239在CsSUN的第一个外显子中有161 bp片段的缺失;之后对FS2.1精细定位筛选出基因CsLNG1可能是该位点最优候选基因,圆果实WI7239在CsLNG1的第
学位
土地荒漠化是当前世界上一个重要的环境问题,它严重地影响和困扰着全人类的生存和社会的可持续发展。中国是世界上土地沙漠化危害最严重国家之一,沙漠化的防治成为不可忽视的问题。在众多防治方法中,生物防治可以从根本上改变土壤性质,提高沙漠生态系统稳定性,土壤微生物多样性、植物多样性和土壤酶都是反应土壤生物活性的指标。新疆塔克拉玛干沙漠公路对促进新疆经济发展起着至关重要的作用,本研究对沙漠公路外围不同矿化度地
学位
酒酒球菌(Oenococcus oeni,O.oeni)是葡萄酒中苹果酸-乳酸发酵(Malolactic fermentation,MLF)的主要菌株,它可以适应葡萄酒恶劣的环境,在葡萄酒中起着降低酸度和柔和口感的作用。葡萄酒中的低p H是限制O.oeni生长的一个重要因素,因此筛选鉴定O.oeni的耐酸基因可以为优良发酵菌株的筛选奠定良好的基础。实验室前期对诱变得到的3对O.oeni抗酸菌株和酸
学位
本试验于2017-2018年在山西省襄汾市尧京酒庄进行,以酿酒葡萄品种西拉(Vitis vinifera L.Syrah)为试材。在转色初期分别进行摘叶和疏穗两种方式的处理,研究不同处理对果实主要品质指标、果实糖酸组分的影响,并探讨了它们对葡萄蔗糖代谢相关基因表达模式的调控机制。旨在为不同负载量及摘叶处理对酿酒葡萄果实糖酸代谢的调控机理提供理论依据。获得的主要结论如下:(1)摘叶处理提高了葡萄果实
学位
由小麦专化型条形柄锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici)引起的小麦条锈病是我国第二大粮食作物小麦的一种重要病害。得益于我国小麦病害研究工作者多年的不懈努力,目前对于该病害制定了一系列有效的防治措施。其中,通过研究小麦条锈菌的感病机制而创制广谱持久的抗病品种是目前新兴的一种防治策略。从理论的角度而言,从条锈菌入侵小麦的源头入手,更有助于我们理解条锈菌与小麦的互作关
学位
抗坏血酸(Ascorbic acid,As A),又名维生素C(Vitamin C,Vc),是生物体内重要的抗氧化剂和许多酶的辅助因子。水果是人类主要的天然As A来源,其As A含量主要取决于果实细胞中从头生物合成能力。与猕猴桃等果实相比,苹果果实低As A的原因主要与其合成能力弱有关,挖掘其低合成的调控机制,是苹果As A改良的基础。课题组前期研究发现,苹果中AMR1(ascorbic aci
学位
目前,随着全球气候变暖,干旱使植物生长发育和作物产量严重受限。在干旱胁迫下,植物体内活性氧(Reactive oxygen species,ROS)大量积累,给植物带来严重的氧化损伤。谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidases,GPXs)是植物体内清除ROS的重要酶类之一,参与调控植物氧化应激反应。目前植物GPX的研究多集中于模式物种,在木本植物尤其是桑树(Morus al
学位
触角是昆虫重要的感觉器官,分布有大量的感受器,具有化学、温度和湿度感受等功能,在寄主定位和识别、交配等生态行为中起着至关重要的作用。触角的形态因其精确的功能和感器的显著差异而发生很大的变化,在分类和系统发育等方面具有潜在的价值。蝉次目包括蝉总科、沫蝉总科和角蝉总科,广泛分布于世界各地,许多种类为重要的农林害虫,为开展该类群化学生态及系统发育提供重要信息。本文在结合研究的基础上,利用光镜和扫描电子显
学位
在植物生长过程中常会遇到干旱、盐、高温等逆境胁迫,造成植物细胞损伤,严重时导致植株死亡。为了在多种不利条件下生存,植物在不断进化中形成了一系列的应答机制。研究植物响应非生物胁迫的分子机制,对于提高植物的耐旱性以及干旱和半干旱地区的农业生产有至关重要的作用。3-磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)是动植物体内糖酵解途径的关键酶,TaGAPC1是小麦GAPDH家族中的一员,对于多种非生物胁迫均有一定的响应。
学位