学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

大丽轮枝菌蛋白激发子PevD1诱导烟草过敏反应和抗病性功能域的研究

作　者: 刘文献
导　师: 邱德文
学　校: 中国农业科学院
专　业: 植物病理学
关键词: 激发子 PevD1 缺失突变 HR SAR
分类号: S435.72
类　型: 博士论文
年　份: 2012年
下　载: 145次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

由大丽轮枝菌(Verticillium wilt)引发的黄萎病是一种世界范围的顽固性维管束病害,严重危害多种重要农作物的品质和产量,目前尚无有效防控技术。微生物来源的蛋白质激发子可以通过激活植物体内的免疫机制诱导植物产生抗病性,是近年来植物病害生物防治的热点研究领域。PevD1(Protein elicitor from Verticillium dahliae)是本实验室从大丽轮枝菌发酵液中分离纯化到的一个蛋白激发子,具有诱导烟草产生过敏反应(HR)和系统获得抗性(SAR)的功能；但该蛋白激发子的氨基酸序列与已知功能蛋白质无同源性,其作用机理有待于进一步研究。为了阐明PevD1诱导植物免疫抗性的作用机制及寻找其分子内可能存在的功能域,本研究根据PevD1的氨基酸序列结构特征,通过基因突变、蛋白质纯化、组织化学、抗病性分析、基因表达分析等分子生物学和病理学方法,对PevD1及其一系列缺失片段处理烟草后产生的过敏反应和抗病性的差异进行了研究。研究结果显示,激发子PevD1氨基酸序列与已知功能蛋白质无同源性,在氨基酸序列中也无已知功能保守结构域,是一个全新的功能蛋白质激发子。激发子PevD1氨基酸序列中含有多个α螺旋,β折叠和无规则卷曲结构。其中,无规则卷曲含量最高,氨基酸达到80个占氨基酸总数的51.61%；其次为β折叠,含有43个氨基酸,占氨基酸总数的27.74%；α螺旋含有32个氨基酸,占总氨基酸总数的20.65%。不同蛋白肽段生物活性分析发现,PevD1编码蛋白的N-端和C-端具有不同的功能。HR分析结果显示,无论是部分纯化的蛋白还是纯化蛋白,激发子PevD1C-端99-155的氨基酸肽段具有诱导烟草Macro-HR、 Micro-HR和氧爆发的功能,并能特异地诱导HR标记基因HSR203, HIN1的表达,表明诱导烟草HR的功能区域可能位于PevD1的C-末端。相对应,激发子PevD1N-端的1-98个氨基酸虽丧失了诱导HR的作用,但其却能够提高烟草对TMV的系统获得抗性(SAR),诱导抗性相关基因NPR1和PR1a的表达。该研究可为进一步探讨PevD1的结构与功能之间的关系,丰富微生物蛋白激发子诱导植物免疫的功能以及为新型微生物蛋白农药的创制提供理论依据。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-8
目录  8-13
中英文缩写  13-15
第一章文献综述  15-47
  1 激发子研究进展  15-47
    1.1 激发子与抗性反应  16-17
    1.2 激发子的分类及特性  17-27
      1.2.1 寡糖类激发子  17-20
        1.2.1.1 壳寡糖激发子  17-18
        1.2.1.2 葡聚糖  18-20
      1.2.2 蛋白/肽类激发子  20-24
        1.2.2.1 激发素(Elicitins)  20
        1.2.2.2 AVR激发子蛋白  20-21
        1.2.2.3 木聚糖酶激发子  21
        1.2.2.4 PaNie213激发子  21-22
        1.2.2.5 NEP1激发子  22
        1.2.2.6 NIPI激发子  22
        1.2.2.7 PB90激发子  22-23
        1.2.2.8 鞭毛蛋白激发子  23
        1.2.2.9 EF-Tu  23-24
      1.2.3 糖蛋白激发子  24-25
      1.2.4 脂类激发子  25-27
        1.2.4.1 花生四烯酸和二十碳双烯酸  25-26
        1.2.4.2 麦角淄醇  26-27
    1.3 激发子信号识别  27-29
    1.4 激发子信号传导  29-36
      1.4.1 有丝分裂相关蛋白(MAP)激酶信号途径  29-31
      1.4.2 GTP结合蛋白  31
      1.4.3 粒子流和Ca~(2+)信号  31-33
      1.4.4 细胞质酸化  33
      1.4.5 氧爆发和活性氧  33-34
      1.4.6 水杨酸(SA)和一氧化氮(NO)  34-35
      1.4.7 茉莉酸(JA)途经  35
      1.4.8 乙烯(ET)途径  35-36
    1.5 抗性反应：植物抗性基因的作用  36-41
      1.5.1 细胞壁修饰相关基因  36-37
      1.5.2 次级代谢相关基因  37-39
      1.5.3 抗性基因  39-41
    1.6 展望  41-42
    1.7 激发子结构与功能研究进展  42-44
    1.8 本研究的基础、目的及意义  44-46
    1.9 研究技术路线  46-47
第二章材料与方法  47-65
  2  47-65
    2.1 试验材料和试剂  47-50
      2.1.1 植物材料  47
      2.1.2 菌株、质粒和载体  47
      2.1.3 分子生物学和常规化学试剂  47-48
      2.1.4 主要仪器设备  48
      2.1.5 实验所用引物  48-49
      2.1.6 培养基的配制  49-50
    2.2 实验方法  50-65
      2.2.1 DNA片段的快速纯化和回收  50-51
      2.2.2 热激法转化大肠杆菌  51
      2.2.3 质粒提取  51-52
      2.2.4 载体构建  52-55
      2.2.5 半定量RT-PCR  55-57
        2.2.5.1 烟草总RNA的提取  55-56
        2.2.5.2 RT-PCR  56-57
      2.2.6 基因缺失片段的原核表达、纯化及SDS-PAGE检测  57-62
        2.2.6.1 不同缺失片段的原核表达  57-58
        2.2.6.2 重组蛋白的纯化  58
        2.2.6.3 蛋白质浓度的测定  58-59
        2.2.6.4 不同缺失片段表达产物的SDS-PAGE电泳分析  59-62
      2.2.7 烟草过敏性反应检测  62-63
        2.2.7.1 过敏反应表型测定  62-63
        2.2.7.2 微过敏反应测定  63
        2.2.7.3 氧爆发测定  63
      2.2.8 PevD1及其缺失片段诱导抗病性分析  63-65
第三章结果与讨论  65-83
  3 结果  65-77
    3.1 激发子PevD1氨基酸序列分析及二级结构预测  65-67
    3.2 目的片段的获得及原核表达载体的构建  67-69
    3.3 PevD1及其缺失片段的表达  69-70
    3.4 PevD1及其缺失片段诱导烟草产生HR的功能分析  70-71
    3.5 PevD1及其缺失片段纯化蛋白的获得及诱导HR的功能分析  71-73
    3.6 PevD1及其缺失片段的烟草微过敏反应测定  73
    3.7 PevD1及其缺失片段的氧爆发测定  73-74
    3.8 PevD1及其缺失片段诱导烟草抗TMV分析  74-76
    3.9 PevD1及其缺失片段诱导抗病相关基因的表达  76-77
      3.9.1 PevD1及其缺失片段诱导HR标记基因的表达  76
      3.9.2 PevD1及其缺失片段诱导SAR标记基因的表达  76-77
  4 讨论  77-83
参考文献  83-108
致谢  108-110
博士生期间发表的学术论文  110-112
个人简历  112
永久通信地址  112

大丽轮枝菌蛋白激发子PevD1诱导烟草过敏反应和抗病性功能域的研究

内容摘要

全文目录

相似论文