外源香蕉枯萎病菌基因小分子RNA对其生长发育的影响

来源 :华南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:guanenyu
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
香蕉枯萎病危害着我国和世界香蕉产业的健康发展,是亟待解决的世界性难题。寄主植物诱导基因沉默技术是培育广谱和持久抗病性的香蕉新种质的有效途径之一。前期通过对香蕉枯萎病菌早期发育蛋白质组和24种营养亲和型病原菌基因组的深入分析,发现麦角甾醇生物合成途径Fo ERG6、Fo ERG11、Fo ERG13和Fo ERG25蛋白对病原菌的生长发育至关重要,是极佳的防控靶标位点。其中Fo ERG6蛋白有两个同源基因编码即Fo ERG6A、Fo ERG6B,Fo ERG11蛋白有三个同源基因编码即Fo ERG11A、Fo ERG11B、Fo ERG11C,Fo ERG13蛋白有三个同源基因编码即Fo ERG13A、Fo ERG13B、Fo ERG13C,Fo ERG25蛋白有三个同源基因编码即Fo ERG25A、Fo ERG25B、Fo ERG25C。本研究主要通过从体外外饲靶标基因小分子RNA处理香蕉枯萎病菌热带四号生理小种(Foc TR4)和一号生理小种(Foc Race1),探索其抑菌效果及相关分子机理,为香蕉抗病分子育种提供理论依据。获得如下结果:1.成功构建了分别表达Foc TR4 ERG6、ERG11、ERG13和ERG25双链RNA(ds RNA)的原核表达载体和香蕉遗传转化表达载体均以“正向片段+内含子+反向片段的”的形式,将四个靶标基因的特异干涉片段构建了由prrn强启动子驱动、能在大肠杆菌HT115(RNase III缺失体)中表达完整ds RNA的载体DI-T-P中;以及由Ubi强启动子驱动,适合在香蕉中表达ds RNA的载体p YL-RNAi中。通过定量PCR检测了阳性菌株中上述基因ds RNA的表达量;通过寄主植物诱导基因沉默技术,获得了含有Fo ERG6和Fo ERG11干涉片段的转基因香蕉植株(由博士生窦同心完成)。2.四个靶标蛋白编码基因的ds RNA对Foc TR4和Foc Race1病原菌的早期发育都有显著的抑制效果提取含靶标基因ds RNA的阳性菌株总RNA,在体外对Foc TR4和Foc Race1进行外饲处理,加入总RNA的浓度为500 ug/ul,孢子处理浓度为1×105 conidia/ml,分别在12、24和48小时时间点取样观察,发现四个靶标基因的ds RNA对Foc TR4和Foc Race1早期发育均表现出显著的抑制作用,其中Fo ERG11和Fo ERG25ds RNA的抑菌作用优于Fo ERG6和Fo ERG13,并说明靶标蛋白编码基因序列在香蕉枯萎病菌中高度保守。3.经靶标基因ds RNA处理后Foc TR4中相应的靶标基因、麦角甾醇和胆固醇生物合成途径相关基因的表达谱变化Foc TR4经靶标基因ds RNA处理0和12小时后,运用定量PCR对靶标基因、麦角甾醇和胆固醇生物合成途径相关基因的表达量进行了分析。发现自身基因都显著下调,其他麦角甾醇途径中的基因即ERG3A、ERG3B、ERG4、ERG6A、ERG6B、ERG11A、ERG11B、ERG11C、ERG13、ERG11A、ERG11B、ERG11C和ERG25均显著下调表达,胆固醇合成途径中的基因即TGL、ARE1A和ARE1B均显著上调表达。说明外饲靶标蛋白编码基因的ds RNA,都能有效抑制四个蛋白编码的靶标基因的表达,同时也影响到了麦角甾醇生物合成途径中其它基因和胆固醇合成途径相关基因的表达。4.高通量测序分析转基因香蕉植株中小分子RNA的表达课题组其他成员运用寄主植物诱导基因沉默技术,就是让香蕉表达ds RNA来沉默入侵病菌细胞内的靶标基因,以达到干扰病菌麦角甾醇生物合成、破坏其生物膜功能的目的。首先获得了对香蕉枯萎病有一定广谱抗性的新种质RNAiFo ERG6和RNAi-Fo ERG11。本研究选择野生型和四个不同转基因株系(RNAi-ERG6-8、RNAi-ERG6-36、RNAi-ERG11-43、RNAi-ERG11-52)进行小分子RNA测序分析,靶标基因小分子RNA(si RNAs)的表达量占香蕉总量的1.96%、2.02%、5.47%和6.20%。此外,外饲含靶标基因si RNA的转基因香蕉汁液,也能有效抑制Foc TR4的早期发育。说明在转基因香蕉异源表达枯萎病菌Foc TR4 Fo ERG6和Fo ERG11基因的si RNAs能显著提高它们的抗病性。综上所述,本研究证明Foc TR4的ERGs基因序列在香蕉枯萎病菌小种间非常保守;Foc TR4能够吸收外饲的完整ds RNA和si RNA,并引发体内的RNAi沉默机制;再次说明抑制香蕉枯萎病菌麦角甾醇生物合成途径,干扰其生物膜功能,能有效抑制病原菌的生长。由于ERGs基因在香蕉枯萎病菌中高度保守,且为真菌特有代谢途径的合成基因,寄主植物诱导基因沉默方法靶标ERGs基因在香蕉抗病育种中具有很强的广谱性和安全性。此结果为培育广谱、持久抗病香蕉新种质、解决生产实践中抗病基因资源缺乏的问题开拓了新的策略。
其他文献
对于风光摄影师来说,气象万千是一种激情,“象”由心生是一种境界,大象无形是一种慧根外化的恢宏。徐波航摄的《西藏的河流》系列作品,能看出他对待大自然的敬畏与虔诚,以及
  研究目的:本研究旨在阐明高浓度氯化钠溶液舒张乙酰胆碱预收缩气管平滑肌的机制。材料与方法:实验动物为近交系BALB/c小鼠,主要方法是采用肌张力测量技术、细胞内钙测量和免
核因子-kappa B(nuclear factor-kappa B,NF-κB)是一类重要的转录因子家族,调节参与免疫反应早期和炎症反应各阶段许多抗炎症反应和细胞凋亡因子的表达,是先天免疫,适应性免疫及
VB1和Vc是人体必不可少的营养物质。本文对于保健胶囊中微量VB1和Vc的测定提出了新的方法。由于VB1和Vc的微弱电活性,在pH<10的缓冲溶液中,极谱分析法无法测得其还原峰。本方法
人类特发性基底节钙化(idiopathic basal ganglia calcification,IBGC)是一类神经变性疾病,患者大脑基底节部位常对称出现主要成分为羟磷灰石的钙化斑块,其临床症状包括肌张
会议
本论文对文献进行了深入的调研,对渣油加氢处理的反应特点及机理进行了全面的分析,并在此基础上确定了新型催化剂的研究思路应从扩散控制着手,即通过改变催化剂形状、改善床
  Angiopoietin-like protein 8(ANGPTL8)/betatrophin,a newly identified protein,is primarily expressed in the liver and regulates the glucose metabolic transiti
会议
上海石化碳五分离装置采用热二聚方法脱除环戊二烯/溶剂萃取精馏法分离异戊二烯和间戊二烯的工艺流程进行碳五馏分的分离.本文针对原装置环戊二烯二聚反应能力不足、反应选择
中药莪术油在抗肿瘤抗病毒等方面的疗效己得到临床验证,但是由于其自身仍然存在着一些缺陷:如挥发性强、水中分散性差、生物利用度低等问题,使得其应用受到很大限制.本文采用