烟草黑胫病0号生理小种诱导的抗性SSH文库构建及其基因分析

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烟草黑胫病菌(Phytophthora parasitica var. nicotianae)造成的危害是烟叶生产上最主要的病害之一,该病菌寄主范围广、传播途径多样化、破坏力极强,严重危害了我国烟叶生产的产量和质量。开展黑胫病菌培养特性的研究和烟草抵御黑胫病菌侵染过程的研究,既可以更好地把握黑胫病菌的致病规律,又可以揭示寄主植物的非亲和互作免疫机制,对烟草抗真菌病材料的合理利用及现代烟草农业可持续发展具有重要的意义。本研究运用SSH技术构建了烟草抗黑胫病cDNA文库,并利用反向Northern杂交技术筛选黑胫病菌诱导的差异表达基因,为探究烟草抗黑胫病机制奠定了理论基础。本论文主要结果如下:1.烟草黑胫病菌0号生理小种对培养基有选择性,偏好于燕麦培养基;避光条件下有利于菌丝生长,孢子囊数量在避光条件下偏多;0.1% KNO3溶液诱导菌丝可以催促孢子囊的产生;1%葡萄糖溶液有助于孢子囊释放游动孢子或延长其活动时间。2.适宜诱导的最佳菌龄为培养21 d的菌丝,经适量0.1%KNO3+1%葡萄糖溶液于26℃避光诱导72 h,然后转入14℃培养0.5 h,可获取大量游动孢子。在人工创造的适宜烟草黑胫病菌产生孢子囊的条件下,复合诱导剂可以较好地诱导孢子囊的产生,从而获取适宜浓度的游动孢子,该方法简便快捷,省时省力。3.本研究以革新3号为材料,分别于接种病原菌后12 h、1 d、3 d、6 d、10 d和16 d取样,通过抑制差减杂交技术构建cDNA文库,获得了960个阳性克隆。文库基因片段大小主要集中在500 bp-1 100 bp之间,运用反向Northern斑点杂交技术对其中240个阳性克隆进行杂交筛选,挑取差异表达的ESTs进行分析。4.筛选出57个表达差异明显的基因,对EST进行聚类和去冗后,共获得33条非重复序列,将所得基因进行序列比对分析,初步明确了烟草与黑胫病菌互作过程中相关差异表达基因的种类及丰度。推测烟草病程相关PR1b蛋白、半胱氨酸蛋白、衰老相关蛋白、甘氨酸基因等参与了烟草的抗病过程,在烟草与黑胫病菌非亲和互作过程中可能发挥重要作用;EF1-α、α-微管蛋白、水通道蛋白、过氧化物酶体膜蛋白等参与了抗病信号传导过程。5.挑选延伸因子1-α(A1-62)、细胞色素P450 (B1-12)、病程相关蛋白(A2-91)、衰老相关蛋白(B2-72)等作为克隆全长的候选基因。基于本实验获得的功能基因的研究结果,为进一步分离克隆抗黑胫病基因提供依据,为黑胫病的综合防治和抗性品种的选育奠定基础。
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