黄龙病菌SDE70和SDE695效应子在病原菌与柑橘互作中的功能研究

来源 :西南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:piliwuhen
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
柑橘黄龙病(Huanglongbing,HLB)是目前世界柑橘产业上危害最严重的细菌性病害。该病由严格寄生于植物韧皮部的革兰氏阴性细菌Candidatus Liberibacter spp引起,其主要致病种为亚洲种Candidatus Liberibacter asiaticus(Las)。黄龙病菌至今无法人工分离培养,导致相关研究进展十分缓慢,其致病机制不甚清楚。病原菌分泌至宿主细胞中的效应子(Effector)蛋白是其最重要的致病因子,现有研究认为Sec依赖型效应子(Sec-dependent effectors,SDEs)是Las的主要效应子。虽然Las病原的一些SDEs得以鉴别,但其在柑橘寄主中的具体作用机制和功能却鲜有报道。本研究在前人研究和生物信息学分析基础上,从感染Las柑橘中克隆获得SDE70和SDE695效应子基因,q RT-PCR试验分析效应子在黄龙病不同耐性的柑橘品种、不同组织部位、不同感病时期中的表达差异,构建效应子植物超量表达载体遗传转化易感黄龙病晚锦橙,研究效应子对转基因柑橘生长发育、黄龙病抗性、寄主基因表达的影响,通过酵母双杂交技术筛选效应子在柑橘中的互作蛋白。根据上述研究,探索SDE70、SDE695在Las侵染柑橘过程中的作用机制,为黄龙病致病机制和柑橘抗病育种提供理论基础和基因资源。主要研究结果如下:1、SDE70、SDE695生物信息学与分泌特性研究生物信息学分析表明,SDE70和SDE695的信号肽分别位于蛋白质N端20和29个氨基酸残基,碱性磷酸酶(phoA)活性系统证实预测的信号肽具有原核胞外分泌功能,SDE70和SDE695为Sec依赖型分泌蛋白。亚细胞定位显示两个分泌蛋白在烟草细胞核、细胞质、细胞膜上都有分布。功能预测表明,SDE70包含LprⅠ、Yec T保守结构域,LprⅠ属于溶菌酶抑制剂结构域,Yec T功能未知;SDE695的功能结构域未知。2、SDE70、SDE695在柑橘中的表达特征分析SDE70在易感黄龙病晚锦橙显症叶片中表达水平显著高于未显症叶片,在耐黄龙病马蜂柑显症叶片中表达水平显著低于未显症叶片;SDE70在晚锦橙根中表达水平显著高于叶脉,在马蜂柑根中表达水平显著低于叶脉;在晚锦橙和马蜂柑完全成熟叶片中SDE70表达水平均显著高于幼叶。对于SDE695,晚锦橙和马蜂柑显症叶片中表达水平均低于未显症叶片;SDE695在晚锦橙根中表达水平显著高于叶脉,在马蜂柑根中表达水平显著低于叶脉;在晚锦橙完全成熟叶片中SDE695表达水平显著高于幼叶,但在马蜂柑完全成熟叶片中其表达水平显著低于幼叶。结果表明,SDE70、SDE695在不同耐病品种、不同症状叶片、不同组织和不同成熟度叶片中表达水平差异明显。3、SDE70、SDE695生物学功能分析本研究构建了不含信号肽序列的SDE70和SDE695超量表达载体,以晚锦橙为受体,遗传转化制备超量表达目的基因的转基因植株。(1)超量表达SDE70和SDE695对植物生长发育的影响。发根农杆菌遗传转化实验发现SDE695两次转化效率均显著低于对照,暗示SDE695基因可能参与柑橘生长发育调控。超量表达SDE70对柑橘遗传转化效率无明显影响。一年温室培养观察未发现转基因植株与野生型植株有明显表型差异。(2)超量表达SDE70和SDE695对转基因植株黄龙病抗性的影响。10个月的黄龙病抗性评价表明,转基因植株症状与野生型相比无明显差异,均在第9月时出现斑驳黄化、叶脉突起症状。SDE70转基因植株在黄龙病传毒第1个月促进Las积累,在传毒第2、4月抑制Las的增殖;而SDE695转基因植株病原菌含量无明显变化。(3)超量表达SDE70和SDE695对转基因植株免疫信号的影响。与野生型植株相比,SDE70转基因植株中水杨酸(Salicylic acid,SA)、过氧化氢(Hydrogen peroxide,H2O2)含量上升,茉莉酸(Jasmonacid,JA)含量降低;SDE695转基因植株中SA含量上升,JA、水杨酸甲酯(Methyl salicylate,Me SA)含量降低。(4)超量表达SDE70和SDE695对转基因植株转录水平的影响。转基因植株转录组测序分析显示,SDE70和SDE695超量表达负调控植物生物胁迫(Stress.biotic)和受体激酶介导的信号转导(Signalling.receptor kinases)途径。差异表达基因功能分析表明,SDE70和SDE695超量表达主要抑制参与病原菌识别和寄主抗病相关基因的表达。结果暗示,SDE70和SDE695可能参与病原菌抑制柑橘免疫反应。4、SDE70、SDE695在柑橘寄主中互作蛋白的筛选与验证酵母双杂交试验显示,SDE70与转运蛋白颗粒复合体CsTRAPP、ADP–核糖基化因子CsARF、类泛素化途径相关的NEDD8蛋白CsRub1有强相互作用,暗示SDE70调控寄主膜系统介导的物质运输和信号传递。SDE695与质体蓝素CsPc和细胞色素b6f蛋白CsB6f有强相互作用,暗示SDE695靶向作用植物光合电子传递相关蛋白,调控柑橘光合作用等过程。
其他文献
微孢子虫(microsporidia)是一类专性细胞内寄生的单细胞病原真菌。其宿主范围广泛,几乎能感染所有动物包括人类。第一种被报道的微孢子虫是家蚕微粒子虫(Nosema bombycis),距今已经150多年的历史。其感染家蚕后能够水平传播和经卵垂直传播,导致后代大面积死亡,严重影响了蚕业的发展。近年来,随着分子生物学的发展,微孢子虫的基因组研究发展迅速。目前已经完成了兔脑炎微孢子虫(Encep
萧伯纳全名乔治·伯纳德·萧(George Bernard Shaw,1856-1950)是19世纪末20世纪初爱尔兰批判现实主义的伟大戏剧家。从五四时期开始,萧伯纳的戏剧作品就受到中国诸多新知识分子的关注,多部作品被相继译入中国。1919年-1949年间,萧伯纳已有15部戏剧作品被译入中国。纵观萧伯纳戏剧在中国的传播,翻译起着不可替代的作用。但目前学界对于萧伯纳戏剧在中国的译介研究却并不系统。因此
在中国现代文学史上,作家罗黑芷并不为人所熟知,甚至目前流传的有关他的基本信息都存在错误,而随着时间的推移,其作品也逐渐被淹没。这并不代表罗黑芷没有研究的必要,相反,纵观他的整个创作生涯,其文学作品的价值是值得肯定的,他以特殊的生活经历为基础,运用独到的思维模式和审美眼光构筑出了自己的特色,其中突出的便是小说中对主体性的建构:一方面,罗黑芷的作品充分发挥了写作对象自身的主观能动性,而不是视人物为玩物
结肠癌是常见的消化道恶性肿瘤之一,其发病率呈现出地域性差异,发病率高的区域主要集中在欧洲、北美等发达国家。结直肠癌发病率已经被认为是社会发展的一个标志,在2020全球统计的癌症数据中,有190多万的结直肠癌病例,其中结肠癌占比57.5%。目前,随着经济发展与人们饮食结构的改变,结肠癌也成为我国发病率上升快速的恶性肿瘤之一,且发病呈现年轻化。早期结肠癌患者症状不明显易被忽视,晚期确诊的患者死亡率高不
近年来,由于杂柑具有营养价值高,且兼具橙、橘和柚果的特点,因此发展迅速,深受消费者欢迎。然而目前对我国主要杂柑品种还缺乏系统的研究,对市场上流行的杂柑品种缺乏精准的营养功能评价,对产地特色缺乏地理保护。为充实柑橘功能成分数据库,为柑橘深加工提供可靠的数据支撑,本文运用多种指标对我国主要杂柑品种的营养功能成分进行评价,分析比较同一品种营养功能成分的产地差异,并运用主成分分析等方法探索不同产地潜在生物
我国农业植保机械化起步较晚,大部分农田和果园依然使用以人力施药为主的粗放式植保机械,施药效果较差,作业效率低下,农药雾滴飘移严重,造成大量的农药浪费,污染土壤和水体。随着传感器技术、自动控制技术的发展和对环保要求的不断提高,精准施药技术与装备的发展已成为农业植保的迫切需求。研究使用二维激光传感器实时采集并处理果树冠层信息,研发了果园风送式对靶喷雾机,提高农药利用率,减少对环境的污染。主要研究内容与
微孢子虫是一类专性胞内寄生的单细胞真核生物,其宿主包括了几乎所有的无脊椎动物和脊椎动物。虾肝肠胞虫(Enterocytozoon hepatopenaei,EHP)是一种主要感染对虾肝胰腺的微孢子虫,能导致对虾生长缓滞,近十年里给世界对虾养殖业带来了巨大经济损失。极管(Polar tube,PT),作为微孢子虫特有的侵染结构,也是微孢子虫分类的一项重要指标。极管由极管蛋白(Polar tube p
在新时代背景下,为进一步促进乡村教育的现代化发展,立足于乡村教师教育情怀培育,国家提出打造一批能扎根、有情怀、高素质的优秀乡村教师队伍的战略任务,这是我国乡村教师队伍建设在新时代的培育目标转向。教育情怀是教师在自身成长历程与教育教学生活实践中互动产生的一种积极性的综合情感。作为重要的情感动力机制,教育情怀有维系乡村教师教育力的关键作用,也是支撑乡村教师坚守的重要精神力量。在当下持续支持乡村教师物质
《刑法修正案(十一)》将刑事责任年龄下调至年满十二周岁,以此回应社会上对下调刑事责任年龄的呼声,试图据此更加有效地应对青少年暴力犯罪剧增、低龄化趋势明显、犯罪后果严重的局势。但是,《刑法修正案(十一)》下调刑事责任年龄采取特殊规定方式,并没有简单、明确、整体、统一地把年满十二周岁的人都无差别地规定(推定)为达到刑事责任年龄要求并可追究刑事责任,而是规定,“已满十二周岁不满十四周岁的人”,犯故意杀人
钾作为植物必须的大量营养元素,在柑橘的生长发育和果实品质形成中发挥着至关重要的作用,然而我国的钾盐资源较为匮乏,主要依靠进口钾肥来满足农业生产需求。钾肥主要分为含氯钾肥和无氯钾肥两大类,柑橘通常被认为是“忌氯作物”,生产上主要施用硫酸钾。此外,柑橘主产区酸性土全钾和速效钾含量较低,碱性土存在保水保肥能力差的缺点,加之施肥不合理,导致钾元素营养失衡的现象普遍存在。本研究主要在酸、碱性土的脐橙园中连续