水稻病程相关PR1家族蛋白质在叶片生长及与白叶枯病菌互作反应中的表达研究

摘要

研究背景:植物受到病原菌侵染时大量表达的一类蛋白，称为病程相关蛋白(Pathogenesis-related，PR)。目前，几乎在所有植物中都有PR基因的报道，其广泛存在提示着其重要性，有大量的实验证据表明PR基因在植物抗病过程中发挥作用。PR1家族的基因经常被作为抗病反应的分子标记。水稻是主要的粮食作物之一，也是研究单子叶植物的模式生物，而由黄单胞菌引起的白叶枯病可严重影响水稻的产量，甚至绝收，现在控制病害有效地方法，是培育抗病新品种。水稻广谱抗性基因Xa21可识别无毒决定子，从而介导水稻的免疫应答。研究重要蛋白质在水稻与白叶枯病菌互作过程中的表达特征，对鉴定Xa21抗病途径和解析水稻白叶枯病菌的抗病机理具有重要意义。已有研究证明，PR1家族蛋白成员参与了水稻与白叶枯病菌互作的抗病途径。
　　研究目的:制备PR1家族抗体，探究PR1家族蛋白质在正常生长的水稻叶片中的表达变化，以及与白叶枯病菌互作过程的表达变化，比较PR1蛋白质在不同处理下水稻叶片中的表达差异，奠定了进一步探究PR1家族蛋白质功能的基础。
　　材料方法:用黄单胞菌对水稻抗病材料和感病材料进行接菌实验，同时接种蒸馏水作为对照，然后提取不同时间点的接菌叶片。制备多克隆抗体，采用Western Blotting技术检测PR1家族蛋白质在不同时间点和不同处理下水稻叶片中的表达丰度。
　　结果:在正常生长过程中，PR1＃012、PR1＃021、PR1＃022、PR＃051、 PR1＃071和PR1＃072主要是在苗期表达量低，随着叶片的生长表达量逐渐升高，一般在生长旺盛时期表达量最高，在成熟期叶片中略有下降，而PR1＃052和PR1＃073在苗期表达量相对较高，成熟期呈现下降，未检测到PR1＃121蛋白质的表达;在Xa21介导的抗白叶枯病菌过程中，PR1＃012、PR＃051、PR1＃052、PR1＃072、PR1＃073和PR1＃121等6个蛋白质在抗病反应后期呈现上调或诱导表达，而PR1＃071表现下调;在抗、感和对照(Mock)反应中，抗、感表达丰度的变化明显大于对照。
　　结论:本实验初步揭示了PR1家族蛋白质参与了Xa21介导的水稻抗白叶枯病菌的途径，为进一步探索水稻抗病途径奠定了基础。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 PR基因的研究进展

1．1．1 PR的概述

1．1．2 PR蛋白的分类及其功能

1．1．3 水稻PR基因的研究

1．1．4 病程相关蛋白PR1家族

1．1．5 PR蛋白质的生物学功能

1．2 水稻抗病基因Xa21的相关研究

1．3 研究意义

2 材料和方法

2．1 实验材料

2．1．1 水稻和白叶枯病菌

2．1．2 试剂和用品

2．1．3 仪器与设备

2．2 水稻的种植与取材

2．2．1 白叶枯病菌的培养

2．2．2 水稻的种植

2．2．3 水稻接菌及取材

2．3 Western Blotting

2．3．1 多克隆抗体的制备

2．3．2 水稻叶片总蛋白质的提取

2．3．3 Western Blotting检测

2．3．4 WB分析和信号采集

2．4 PR1基因的生物学分析

3 结果与分析

3．1 水稻PR1家族基因的信息

3．2 PR1蛋白质在叶片正常生长中的表达

3．3 PR1蛋白质在水稻-Xoo不亲和反应中的表达

3．4 PR1家族蛋白质在抗病、感病及对照中的表达

3．4．1 叶片接菌后病斑情况

3．4．2 PR1蛋白质在水稻和白叶枯病菌互作反应中的表达分析

3．5 PR1基因的转录分析

3．6 PR1基因启动子区分析

4 讨论

5 结论

参考文献

附录

在读期间发表的学术论文

作者简历

致谢