过氧化物酶体增殖剂对稻瘟病菌的影响及PEX11基因家族的生物信息学研究

摘要

过氧化物酶体在病原真菌致病过程中发挥着至关的重要作用。哺乳动物细胞中的过氧化物酶体可以被过氧化物酶体增殖剂诱导增殖。关于植物病原真菌中过氧化物酶体增殖现象及基因调控机制的报道很少。本研究首次把过氧化物酶体增殖剂用于模式病原真菌一稻瘟病菌的过氧化物酶体研究,探讨了植物病原真菌中过氧化物酶体增殖现象及相关基因调控机制,从生物学及分子水平研究了过氧化物酶体增殖剂对稻瘟病菌生长发育及相关基因表达的影响,对于研究真菌致病机理和病害防治具有指导意义。为了探讨丝状真菌中过氧化物酶体的增殖机制,本研究对真菌中过氧化物酶体增殖的关键基因-PEX11基因家族成员进行了生物信息学分析,对进一步研究真菌Pex11p的进化与功能以及过氧化物酶体的增殖具有重要意义。
　　 本研究分别利用6种典型的过氧化物酶体增殖剂诱导稻瘟病菌生长发育,观测过氧化物酶体增殖剂对野生型稻瘟病菌Guy11菌落生长的影响,探讨过氧化物酶体增殖剂影响稻瘟病菌生长的机制;并进一步研究了过氧化物酶体增殖剂对野生型稻瘟病菌Guy11孢子萌发、附着孢形成、致病性等表型的影响;使用红色荧光蛋白RFP定位稻瘟病菌中的过氧化物酶体,利用荧光显微镜观测过氧化物酶体增殖剂诱导后稻瘟病菌孢子中过氧化物酶体数量的变化;并利用RealtimePCR技术检测了过氧化物酶体增殖剂诱导后稻瘟病菌中过氧化物酶体增相关PEX基因的表达情况。研究发现:(1)供试的6种过氧化物酶体增殖剂对稻瘟病菌的菌落生长、孢子萌发、致病性等生长发育过程均具有明显的抑制作用,在一定的浓度范围内,过氧化物酶体增殖剂能够造成稻瘟病菌的发育异常,并且随着浓度的增加,这种抑制作用逐渐增强。(2)与野生型稻瘟病菌Guy11相比,过氧化物酶体相关基因敲除缺失突变体⊿PEX7和⊿PEX5对过氧化物酶体增殖剂更敏感。(3)过氧化物酶体增殖剂可以诱导稻瘟病菌孢子内的过氧化物酶体数量增多,过氧化物酶体相关的代表性PEX基因的表达量升高。
　　 在过氧化物酶体的增殖过程中,PEX11基因发挥着重要作用。PEX11基因家族成员是参与过氧化物酶体增殖调控的关键因子,本研究利用生物信息学方法对26种代表性真菌的PEX11基因家族成员进行了检索,预测基因结构和蛋白结构,分析保守序列及其进化功能。研究发现:(1)26种真菌中共有66个可能的Pex11p。酵母类真菌有1个或2个Pex11p,而大多数丝状真菌中包含2到3个,其中子囊菌中Pex11p的个数偏多,个别种类达到5个。(2)真菌Pex11p可分为3类,大多数真菌含有类型Ⅰ和类型Ⅲ的Pex11p,类型Ⅱ是盘菌亚门真菌所特有的,可能与类型Ⅰ和类型Ⅲ在功能上有冗余。(3)不同物种的PEX11基因含有0-6个不等的内含子,并且大小及相位也具有差异性,且部分PEX11基因不含有内含子。(4)通过MEME分析,发现Pex11p含有多个保守区域,其中C末端的Motif8具有很高的保守性,推测可能对Pex11p发挥功能具有重要作用。

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前言

摘要

缩略词

第一部分 文献综述

1 稻瘟病与稻瘟病菌

1.1 稻瘟病

1.2 稻瘟病菌

1.3 稻瘟病菌的侵染循环

2 过氧化物酶体

2.1 过氧化物酶体及其功能

2.2 过氧化物酶体的动态变化

2.3 过氧化物酶体增殖剂

3 PEX11基因家族

3.1 PEX11基因家族成员

3.2 PEX11基因家族成员的功能

4 本研究的目的及意义

第二部分 研究内容

第一章 过氧化物酶体增殖剂对稻瘟病菌生长发育及基因表达的影响

1 引言

2 材料与方法

3 结果与分析

4 讨论

第二章 真菌类过氧化物酶体增殖因子PEX11基因家族生物信息学研究

1 引言

2 材料与方法

3 结果与分析

4 讨论

第三章 总结与展望

参考文献

附录

作者简历

攻读硕士学位期间主要科研成果