【摘 要】
：
小麦是全球分布范围最广、种植面积最大、商品率最高的粮食作物之一,超过25亿人以小麦为主粮,其安全、稳定、优质生产对世界粮食安全至关重要。然而生产过程中的小麦常常受到条锈病的威胁,小麦条锈病的严重爆发可以造成产量损失50%～80%。种植抗病品种是目前最为绿色有效的病害防控措施,但是品种抗性会因条锈菌致病小种的毒性变异而被克服,导致病害再次爆发。因此,挖掘新的小麦抗条锈病基因,研究其分子调控机理,创制
【基金项目】
：
国家重点研发计划（2021YFD1401000）； 陕西省科技创新团队（2018TD-004）；
论文部分内容阅读
小麦是全球分布范围最广、种植面积最大、商品率最高的粮食作物之一,超过25亿人以小麦为主粮,其安全、稳定、优质生产对世界粮食安全至关重要。然而生产过程中的小麦常常受到条锈病的威胁,小麦条锈病的严重爆发可以造成产量损失50%～80%。种植抗病品种是目前最为绿色有效的病害防控措施,但是品种抗性会因条锈菌致病小种的毒性变异而被克服,导致病害再次爆发。因此,挖掘新的小麦抗条锈病基因,研究其分子调控机理,创制新型抗病材料,将有助于抗病品种的选育,对我国小麦条锈病的长期有效防控意义重大。转录因子（Transcription factor,TF）是一类可以调控其它基因表达的蛋白,其通过在特定条件特异性结合下游基因的启动子顺式作用元件,调控下游基因表达,参与调控植物的生长发育及逆境胁迫响应。实验室前期筛选得到了一个受条锈菌显著诱导表达属于核因子Y（Nuclear Factor-Y,NF-Y）转录因子家族NF-YC亚家族的小麦基因TaNF-YC1,该基因在小麦品种水源11接种条锈菌非亲和小种CYR23后48 h显著诱导上调表达,瞬时沉默TaNF-YC1降低了小麦对条锈菌的抗性。本论文在前期研究的基础上,结合生物信息学、遗传学、分子生物学、生物化学和组织病理学等多学科手段,对TaNF-YC1在小麦响应条锈菌侵染过程中的功能及其激活免疫的机理开展研究,获得的主要结果如下:1.TaNF-YC1正向调控小麦对条锈菌的抗性。为了探究TaNF-YC1在小麦响应条锈菌侵染时的功能,创制并鉴定TaNF-YC1的过表达材料和RNAi材料。发现在接种CYR31后,TaNF-YC1过表达植株的抗病性显著提高,组织学表现为TaNF-YC1过表达植株与对照相比侵染点附近的活性氧积累面积增加,条锈菌菌丝生长发育延缓,菌丝长度和面积都有所减少;在接种CYR23后,TaNF-YC1沉默材料的抗病性显著降低,组织学表现为TaNF-YC1沉默植株叶片活性氧积累面积减少,条锈菌菌丝生长发育更迅速,菌丝长度和面积都有所增加。通过上述实验,证实了TaNF-YC1是一个重要的小麦抗病因子,正向调控小麦对条锈菌的抗性。2.TaNF-YC1是一个NF-YC类转录因子,具有转录激活活性。Blast和序列比对分析发现TaNF-YC1在小麦中有三个同源基因,分别为TaNF-YC1-6A、TaNF-YC1-6B和TaNF-YC1-6D,这三个基因均受到条锈菌诱导表达。蛋白结构域预测发现TaNF-YC1有一个可以结合启动子区域的CCAAT-box元件的CBFD＿NFYB＿HMF结构域,农杆菌侵染烟草实验明确了TaNF-YC1定位在细胞质和细胞核。酵母自激活实验证实了TaNF-YC1具有转录激活活性,且活性区域位于氮端和碳端。以上实验证明TaNF-YC1是一个NF-YC类转录因子,具有转录激活活性。3.TaNF-YC1通过激活抗病相关基因表达提高小麦抗病性。通过Ch IP-Seq测序分析了在条锈菌侵染后TaNF-YC1激活的小麦抗病网络,KEGG富集分析发现,TaNF-YC1调控网络中包含了MAPK信号通路和钙信号通路等典型的植物抗病通路;对其中高度富集的抗病相关基因Ta RPM1、Ta ACD6进行验证,通过q RT-PCR在TaNF-YC1过表达材料中检测其表达水平,以及在小麦原生质内进行双荧光素酶报告实验证实了TaNF-YC1可以激活并调控Ta RPM1、Ta ACD6的表达。该结果表明TaNF-YC1通过激活Ta RPM1、Ta ACD6等抗病相关基因的表达,来激活小麦抗病免疫网络,提高条锈病抗性。综上所述,本论文初步揭示了TaNF-YC1是一个正向调控小麦对条锈菌的抗性的NF-YC类转录因子,定位于细胞质和细胞核,具有转录激活活性。在小麦响应条锈菌侵染过程中,TaNF-YC1调控了抗病相关基因Ta RPM1、Ta ACD6的表达,为小麦条锈病抗性改良提供了靶标,同时为抗病育种提供新的抗病资源。
其他文献
以禾谷镰刀菌为优势种的复合群引起的小麦赤霉病,是当前影响我国小麦产业的重大真菌病害。禾谷镰刀菌侵染小麦不仅造成产量的降低,其分泌的DON毒素残留在小麦及小麦制品中,是食品安全的严重威胁。禾谷镰刀菌初侵染源形成、侵染的起始以及毒素的产生均依赖于对环境和寄主的识别。G蛋白偶联信号途径是真核生物普遍存在的细胞内和细胞间信号传递途径,由G蛋白偶联受体、α,β和γ亚基组成的异三聚体G蛋白、下游信号通路以及各
小麦赤霉病由以禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum）为优势种的镰刀菌复合菌群侵染引起,是危害我国小麦产量和品质的重大真菌病害。该病害的发生不仅造成小麦产量的降低,更重要的是,禾谷镰刀菌侵染过程中会产生DON毒素,在发病籽粒及后续小麦产品中残留,严重威胁人畜健康。由于缺乏抗病品种,化学药剂一直是防控小麦赤霉病最普遍的方式,然而长期单一使用化学农药也会带来诸如田间菌株抗药性等一系列问题
产教融合是职业教育高质量发展的必经之路。在产教融合的背景下，产业学院已成为助推产业转型升级与创新产教融合体制机制的重要载体。然而，相较于普通本科高校的现代产业学院建设，职业教育现代产业学院有其独特的价值意蕴，其在增强职业教育适应性、实现职业教育现代化治理、推动职业院校高质量发展等方面具有重要价值。针对当前职业院校产业学院存在的现实困境，建议在定位上突出适应性、在内容上凸显教育性、在机制中强调融合性
苹果树腐烂病是由黑腐皮壳属真菌Valsa mali（V.mali）侵染引起的重大枝干病害,严重影响苹果产业的健康持续发展。系统解析病菌致病机理对开发病害防控新策略具有重要指导意义。RNA interference（RNAi）是大多数真核生物保守存在的由非编码小RNA（small RNA,s RNAs）介导的基因沉默机制,广泛参与生物体生长发育、胁迫应答等生物学过程。RNAi通路中存在Dicer、A
由苹果黑腐皮壳Valsa mali（Vm）引起的腐烂病（Apple Valsa canker）造成苹果树皮溃烂坏死、树势衰弱、果品下降,严重时导致树死园毁,是苹果生产中最具毁灭性的病害。近几十年来,尽管国内外在该病原生物学研究中取得了一系列进展,然而对于其关键致病因子仍缺乏深入认识。鉴于该病菌能够引起树皮腐烂坏死,推测毒素及毒素蛋白在其侵染过程中发挥关键作用。目前为止,国内外已从Vm中陆续分离、鉴
植原体（phytoplasma）是一种形态不规则且无细胞壁的单细胞原核生物,据统计,全世界由植原体引发的植物病害多达800多种,我国有100余种。我国对植原体病害的报道早在明末《沈氏农书》中就有桑萎缩“凡桑一癃,再无医法,断不可留者”的记载,其对经济林木以及农作物造成严重的经济损失。其中,小麦蓝矮植原体（WBD phytoplasma）是我国首次报道的小麦植原体病害,可引起植株矮化、丛枝增多、叶尖
产业学院是深化产教融合的创新举措，是实现教育链、人才链与产业链、创新链有效衔接的重要载体。产业学院是知识生产模式转变和社会经济发展的产物，兼具教育性和产业性。通过政行企校四方联动，将高职产业学院打造成校企资源共享体、教育教学共同体、生产实训共生体、培训服务联合体、科技创新综合体，实现“产、学、研、用、创、培、服”七位一体的社会功能，以产业学院的建设促进职业教育和区域经济的高质量发展，推动产教融合型
西洋参（Panax quiquefolium L.）,原产于北美洲的多年生宿根药用植物,拥有提高免疫力、抗疲劳、抗衰老、抗癌等多种功效,具有极高的药用价值与经济价值。西洋参以根入药,需4～5年的生长期才能收获。由土传病害频发、土壤微生物种群失衡等原因引起的西洋参连作障碍问题严重威胁着西洋参产业的健康发展,其中由土赤壳属真菌Ilyonectria引起的西洋参锈腐病在我国优质西洋参主产区之一的陕西省留
草原作为陆地生态系统的主要类型,约占全球陆地面积的40.5%,是干旱半干旱地区的重要资源。黄土高原地区降雨量较低,其土壤的入渗能力体现出降雨对草地系统供水能力。本研究选取宁夏云雾山不同封育年限的草地（0年,2年,13年,30年,38年）,测定样地土壤的理化性质及土壤入渗速率,分析封育年限对土壤理化性质和入渗能力的影响,探究影响云雾山土壤入渗能力的主要因素及因素间的相互关系,并对云雾山封育的效果提供
小麦条锈病是一种气传性真菌病害,是由小麦条锈菌（Puccinia striiformis f.sp.tritici）引起的,在世界主要小麦产区对小麦产量造成严重影响,培育和种植抗病品种是防治条锈病最经济、有效和环保的措施。长丰75是陕西长丰种业有限公司选育的一个高抗条锈病的小麦新品种。本课题组前期研究也表明,其对我国小麦条锈菌主要流行小种CYR32、CYR33、CYR34均表现高抗（IT=0-1）