NbRbohB基因在本氏烟与疫霉菌亲和性与非亲和性互作中的功能研究

摘要

疫霉菌（hytophthor）隶属于卵菌(oomycete)，可引起毁灭性的植物病害，在世界范围造成了巨大的经济损失。卵菌是不同于真菌的一类特殊真核微生物，目前大部分针对真菌的杀菌剂对卵菌无效，认识植物响应疫霉菌的防卫反应机理对开发疫霉菌的防控策略有重要的意义。活性氧是植物在病原菌侵染早期的防卫反应中形成的产物，对植物的抗病性有着举足轻重的作用，NADPH氧化酶系统是它的主要来源之一。gp91phox是吞噬细胞NADPH氧化酶的催化亚基，gp91phox的同源物Rboh(Respiratory burst oxidase homologue)基因已经从很多植物中被鉴定出来。有研究表明:本氏烟（Nicotiana benthamiana）gp91phox同源物NbRbohA和NbRbohB基因在植物过氧化氢的积累以及其对致病疫霉(Phytophthora infestans)的抗性中均发挥了重要作用。本研究主要探究了NbRbohB基因在本氏烟与疫霉菌亲和性与非亲和性互作中的作用，进一步了解了植物与疫霉菌的互作机制以及植物的抗病机理，加深了对NADPH氧化酶在植物抗病过程中的作用机制的认识。
　　首先检测了两种疫霉菌接种本氏烟后叶片产生的活性氧情况，发现本氏烟在接种亲和性互作病原菌辣椒疫霉与非亲和性互作病原菌大豆疫霉后均有明显的氧迸发现象，且前者发生氧迸发的时间明显早于后者。RT-PCR结果显示，本氏烟NbRbohB基因在两种病原菌侵染后均上调表达，表明该基因可能参与了疫霉菌侵染后的活性氧迸发过程。利用病毒诱导的基因沉默(Virus-induced gene silencing，VIGS)技术沉默了本氏烟NADPH氧化酶NbRbohB基因，观察侵染结果发现:该基因沉默后，本氏烟对辣椒疫霉更感病，受侵染的烟草叶片中过氧化氢的积累和胼胝质的沉积均显著减少;用NADPH氧化酶抑制剂DPI处理后的烟草叶片对辣椒疫霉的抗病性减弱，进一步证明了NbRbohB基因在抗辣椒疫霉菌中发挥重要作用。但对于非亲和菌大豆疫霉，虽然本氏烟NbRbohB基因沉默植株中过氧化氢的积累和胼胝质的沉积均显著减少，但并没有发现肉眼可见的侵染病斑差异;另外，用转入绿色荧光蛋白(Green FluorescentProtein，GFP)的大豆疫霉转化子接种经过DPI预处理的烟草叶片，大豆疫霉的菌丝在叶片中的扩展情况与对照相比也没有明显差异，说明该基因沉默后不能影响本氏烟对其非亲和互作病原菌大豆疫霉的抗性。
　　本研究的结果表明在本氏烟与辣椒疫霉的亲和性互作中，NADPH氧化酶NbRbohB基因可通过控制植物受侵染过程中活性氧的迸发来调控其对亲和互作疫霉菌的抗性;而在本氏烟与大豆疫霉的非亲和互作中，尽管该酶也参与了活性氧的产生，但沉默该基因不足以使植物丧失对大豆疫霉的非寄主抗性。

目录

声明

摘要

引言

上篇 文献综述

第一章 病原卵菌与寄主植物的互作

1 植物病原卵菌及其研究进展

2 本氏烟是研究植物与病原物互作的模式作物

3 卵菌与寄主植物的互作

4 总结与展望

参考文献

第二章 NADPH氧化酶的研究进展以及病毒诱导的基因沉默

1 ROS及其在植物抗性中的作用

2 NADPH氧化酶系统

3 病毒诱导的基因沉默

4 总结与展望

参考文献

下篇 研究内容

第一章 NADPH氧化酶基因在疫霉菌诱导本氏烟发生氧迸发过程中的功能分析

1 材料与方法

2 结果与分析

3 结论与讨论

第二章 本氏烟NbRbohB基因沉默对其与疫霉菌亲和性互作与非亲和互作的影响

1 材料与方法

2 结果与分析

3 结论与讨论

第三章 几个FYVE融合蛋白转基因拟南芥的获得

1 材料与方法

2 结果与分析

3 结论与讨论

参考文献

本论文结论与创新点

攻读硕士学位期间发表的研究论文

致谢