水稻OsAPX1基因调控稻瘟病抗性的机制研究以及参与稻瘟病抗性的水稻长链(lis--)RNA的鉴定和分析

摘要

稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）引起的稻瘟病是目前世界上水稻种植区域最为严重的病害之一。鉴于水稻作为全球半数人口主食的重要经济价值，以及水稻-稻瘟病菌互作系统作为探索植物微生物互作模型的重要研究意义，对于二者的互作机制的进一步研究并藉此发现新的水稻抗稻瘟病菌基因便显得格外重要。 为了探究水稻应答稻瘟病菌侵染的基因变化以及其在水稻中所起的生物学作用，我们以日本晴为材料，采用与其亲和互作的Guy11以及非亲和互作的2539两种稻瘟病菌菌株进行侵染，并在0h（对照组），24h（侵染早期阶段），96h（侵染晚期阶段）三个时间点进行水稻叶片取样并提取蛋白。随后结合iTRAQ标记法对水稻响应稻瘟病菌侵染的蛋白进行定量分析与归纳，并结合这些蛋白的功能，我们最终把研究的关注点聚焦在OsGLO1（B8AKX6）与OsAPX1(Q9FE01)上。并在水稻原生质体中对二者的功能进行了初步的研究。 通过构建OsAPX1的过表达植物，我们发现OsAPX1表达量的提高增强了植物对稻瘟病的早期应答。例如，早期防卫反应信号胼胝质沉积在OsAPX1过表达植株中表现出对稻瘟病菌更为敏感的响应;并且OsAPX1表达量的提高同时增强了植物对稻瘟病菌的抗性。在水稻原生质体中我们也观察到了相似的结果。此外，我们还发现在OsAPX1过表达植株中，参与水杨酸(SA)合成和信号传导的通路被激活，而茉莉酸(JA)信号通路却不受影响;并且OsAPX1的过表达导致植物中游离SA含量增加。因此，我们的研究结果表明OsAPX1是一个正向调控水稻对稻瘟病防御反应的因子，而这种防卫机制很可能是藉由SA信号通路引起的。 此外，为了更全面地了解水稻对抗稻瘟病菌的防卫机制，我们通过高通量测序技术分析了稻瘟病菌侵染条件下的水稻长链小干扰(lsi-)RNA表达水平，并预测得到了一组长度在25-40nt之间的侵染后差异表达的lsiRNA。其中的一个lsiRNA，lsiR76113，在稻瘟病菌侵染后表现出明显下调。我们通过Northern杂交证实了这种受抑制表达的趋势。结合生物学功能分析，我们预测其靶标基因是参与植物抗病进程的Os12g28260;我们还通过定量检测证实了Os12g28260在稻瘟病菌侵染后表达量的上调，这与lsiR76113在稻瘟病菌侵染后的下调相一致。我们的研究结果表明，lsiRNA很可能在水稻对抗稻瘟病菌的免疫中起关键作用。该研究结果为进一步研究lsiRNA在稻瘟病抗性中的作用奠定了基础。

目录

声明

摘要

上篇 文献综述

第一章水稻抗稻瘟病基因研究进程

下篇 研究内容

第二章稻瘟病菌侵染后蛋白组学测序及抗性基因鉴定

1材料与方法

2结果与分析

3讨论

参考文献

第三章OsAPX1通过SA信号通路调控水稻抗稻瘟菌进程

1材料与方法

2结果与分析

3 讨论

参考文献

第四章水稻中响应稻瘟病菌的lsiRNA预测与鉴定

1材料与方法

2结果分析

3讨论

参考文献

全文总结

附录

定量引物表

致谢

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