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基于蛋白质组技术的抗条锈病小麦胞间液分析

作　者: 胡新明
导　师: 杨友才；潘映红；徐世昌
学　校: 湖南农业大学
专　业: 生态学
关键词: 小麦条锈病分子生态学蛋白质组双向电泳胞间洗脱液
分类号: S512.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

小麦作为我国主要粮食作物,种植面积超过3.5亿亩,产量约占全国粮食总产量的20%,而小麦条锈病(Puccinia striiformis f.sp.tritici)一直是我国小麦的主要病害,严重威胁我国小麦生产和粮食安全。因此,研究小麦与条锈菌之间的相互作用,揭示寄主小麦与病菌之间的互作机制,在小麦抗病品种的培育和利用以及条锈病的防治上具有重要理论和实际意义。本文以含抗条锈病基因Yr5的小麦近等基因系为材料,比较分析了小麦叶片胞间液蛋自质组与叶片总蛋白质组,以及受条锈菌CYR32侵染后近等基因系叶片胞间液蛋白质组,探讨了胞间液对条锈菌孢子萌发的影响,主要结果如下：(1)建立并完善了小麦叶片胞间液蛋白分离分析体系,比较分析了小麦叶片胞间液蛋白与叶片总蛋白差异。双向电泳分析显示,在抗条锈病小麦近等基因系Taichung29*6/yr5叶片胞间蛋白样品的胶图中可检测到1042±47个与叶片总蛋白样品不相同的蛋白点。任意取100个点进行质谱分析,鉴定到一些已被确证存在于小麦叶片胞间液中的蛋白质,如葡聚糖酶、葡聚糖苷酶、几丁质酶、过氧化物酶等。(2)抗条锈病近等基因系Taichung29*6/Yr5和对条锈病敏感的轮回亲本Taichung29接种条锈菌(CYR32)36小时后,叶片胞间液的蛋白质组出现了较明显变化。接种条锈菌和模拟接种的Taichung29*6/Yr5中出现23个极显著差异的蛋白点,而Taichung29中出现31个极显著差异的蛋白点,两者之间的极显著差异点共有5个相同。接种条锈菌的Taichung29和Taichung29中出现17个极显著差异的蛋白点,模拟接种时出现13个极显著差异的蛋白点,这些极显著差异点在接种条锈菌和模拟接种时无相同。初步分析,这些蛋白表达变化可能与条锈菌侵染小麦和小麦抗条锈菌功能有关,但目前MALDI-TOF/TOF质谱分析未获得较高的蛋白质鉴定率。(3)初步分析显示,Taichung29*6/Yr5和taichung29的胞间液提取物对条锈菌孢子的萌发有较明显的影响,当小麦叶片胞间液提取物从原浓度0.2mg/ml稀释到0.02mg/ml时,条锈菌孢子萌发率恢复到接近正常状态。并且胞间液提取物对萌发后芽管的生长也有一定的影响。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章文献综述  10-18
  1 小麦和小麦条锈病  10-11
    1.1 小麦条锈菌发生条件和特征  10-11
    1.2 小麦条锈菌的主要生理小种  11
  2 小麦与条锈菌相互作用体系  11-13
    2.1 小麦条锈菌侵染小麦过程  11-12
    2.2 小麦与条锈菌相互作用的过程  12
    2.3 小麦与条锈菌相互作用的过程的研究进展和意义  12-13
  3 小麦和条锈菌蛋白质组学研究  13-15
    3.1 蛋白质组学研究的重要性  13
    3.2 蛋白质组学在植物中的应用  13-14
    3.3 小麦与条锈菌相互作用的蛋白质组学研究  14-15
  4 小麦条锈菌的分子生态学研究  15-16
    4.1 小麦条锈菌的微生态环境和生长条件  15
    4.2 小麦条锈菌的分子生态学研究进展和方法  15-16
    4.3 蛋白质组学在分子生态学的应用  16
  5 研究的目的和意义  16-18
第二章小麦叶片胞间蛋白与总蛋白分离分析方法的建立和优化  18-39
  1 材料  18-19
    1.1 生物材料  18
    1.2 主要仪器设备  18
    1.3 主要试剂  18-19
    1.4 溶液配制  19
  2 方法  19-28
    2.1 实验材料处理  19
    2.2 小麦叶片总蛋白的提取方法的建立和优化  19-21
    2.3 小麦叶片胞间洗脱液蛋白的提取  21
    2.4 蛋白定量  21-23
    2.5 1-DE和2-DE分离蛋白及染色  23-28
  3 结果与分析  28-38
    3.1 小麦叶片总蛋白和叶片胞间液蛋白提取结果分析  28-29
    3.2 小麦叶片总蛋白和叶片胞间液蛋白的1-DE电泳分析  29-30
    3.3 小麦叶片总蛋白和胞间液蛋白的2-DE电泳与质谱分析  30-38
  4 讨论  38-39
第三章 Taichung29*6/Yr5和taichung29接种CYR32前后胞间洗脱液的比较蛋白质组分析  39-68
  1 材料  39
    1.1 生物材料来源  39
    1.2 主要试剂和仪器  39
  2 试验方法  39-44
    2.1 小麦的培育和条锈菌侵染处理  39-40
    2.2 小麦叶片胞间洗脱液的提取  40
    2.3 蛋白定量  40-41
    2.4 1-DE和2-DE分离蛋白及染色  41-44
  3 结果与分析  44-66
    3.1 小麦叶片胞间液蛋白的1-DE电泳结果  44
    3.2 小麦叶片胞间液蛋白的2-DE电泳结果和胶图分析  44-63
    3.3 差异蛋白的质谱分析  63-66
  4 讨论  66-68
第四章 Taichung29*6/Yr5和taichung29胞间液和总蛋白提取物对条锈菌孢子萌发的影响  68-74
  1 材料  68
    1.1 供试菌种和品种  68
    1.2 主要仪器和试剂  68
  2 实验方法  68-69
    2.1 小麦叶片胞间液的提取  68
    2.2 小麦叶片总蛋白的提取  68-69
    2.3 小麦胞间液和总蛋白提取物对条锈菌孢子萌发的影响  69
    2.4 小麦胞间液和总蛋白提取物对条锈菌孢子芽管生长的影响  69
  3 结果分析  69-73
    3.1 小麦叶片胞间液和总蛋白的提取  69
    3.2 小麦叶片胞间液和总蛋白提取物对条锈菌孢子萌发的影响  69-72
    3.3 外源提取物对条锈菌孢子芽管生长的影响  72-73
  4 讨论  73-74
第五章结论与结语  74-75
  1 主要研究结论  74
  2 创新点  74-75
参考文献  75-82
致谢  82-83
个人简介  83

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