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大豆疫霉RxLR效应分子Avh94功能研究

作　者: 唐君丽
导　师: 王源超
学　校: 南京农业大学
专　业: 植物病理学
关键词: 大豆疫霉 效应分子 Avh94 NbMKK1 功能分析
分类号: S435.651
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


生物信息学分析发现在大豆疫霉基因组中有超过400个RxLR类效应分子。越来越多的研究发现这些效应分子进入寄主细胞后能够从多个方面干扰寄主细胞的防卫反应,帮助病原菌的侵染。但是这些效应分子进入寄主细胞后,具体跟寄主中的哪些靶标发生相互作用,达到破坏寄主的防卫反应的目的,相关的研究则进展缓慢。促分裂素原活化蛋白激酶(MAPK)是一类广泛存在于真核生物中的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,它被上游激活因子MAPKK磷酸化而激活,并通过将底物蛋白上的丝氨酸和苏氨酸残基磷酸化而传递信号。它们与其他一些信号分子共同组成MAPK级联信号传递途径,该途径在对基础抗性和对R基因介导的抗病过程中都发挥着重要作用。NbMKK1是在烟草中发现的MAPK信号级联反应途径上的重要组分,在烟草上过表达能够诱发HR,并且已经证实和植物的抗病过程相关。本实验室前面的研究中发现大豆疫霉效应分子Avh94(PsAvh94)可以抑制由NbMKK1诱发的烟草叶片的HR反应。我们猜想Avh94(?)能够与NbMKK1直接互作。本文通过酵母双杂交,GST-Pull down和双分子荧光的方法共同证实他们之间确实存在直接互作。进一步的研究通过农杆菌介导的PVX表达系统特异性沉默本氏烟中的NbMKK1后接种辣椒疫霉,发现辣椒疫霉的致病性增强,同时过表达PsAvh94得到同样的结果。由此我们认为PsAvh94在促进疫霉菌侵染的过程中发挥了一定的作用,并且这种促进作用可能是通过阻断植物MAPK信号通路,从而干扰寄主的防卫反应来实现的。为了对这两种功能进行进一步的研究。我们首先对PsAvh94和NbMKK1的功能域进行了预测,并以此为依据设计了一系列的突变体。在对NbMKK1(?)(?)一系列突变体的研究中我们发现,在对NbMKK1进行删除突变时,突变体引发HR的功能以及与PsAvh94互作的功能同时丧失,但有趣的是当突变掉NbMKK1上ATP结合的关键位点后,过表达不能够引发HR,而与PsAvh94的互作不受到影响,说明NbMKK1的磷酸化位点和与PsAvh94互作的关键位点不一致。对PsAvh94突变体的研究发现,其C端的W motif对互作是至关重要的,相比之下N端的RxLR motif似乎在这个过程中不发挥作用。并且研究还发现PsAvh94与NbMKK1(?)(?)互作和其对NbMKK1过表达诱发HR的抑制作用是密切相关的,也暗示PsAvh94可能是通过阻断MAPK信号通路来发挥其毒性作用。

全文目录


目录  4-6
摘要  6-7
ABSTRACT  7-9
引言  9-11
上篇 文献综述  11-36
  第一章 MAPK级联反应途径在植物防卫反应中的作用  12-36
    1 植物免疫系统  12-16
      1.1 PAMPs触发的植物免疫反应(PAMP-triggered immunity,PTI)  13-15
      1.2 效应分子触发的免疫反应(Effector-Triggered immunity,ETI)  15-16
    2 参与植物免疫反应的MAPK cascades  16-21
      2.1 MAPK cascades的主要组成原件  16-17
      2.2 烟草免疫系统中的MAPK cascades  17-19
      2.3 拟南芥免疫系统中的MAPK cascades  19-20
      2.4 马铃薯免疫系统中的MAPK cascades  20-21
    3 卵菌的RxLR效应分子及作用靶标研究进展  21-25
      3.1 RxLR效应分子结构与功能  21-23
      3.2 RxLR效应分子的功能研究  23-25
    4 总结与展望  25-27
    参考文献  27-36
下篇 研究内容  36-75
  第一章 大豆疫霉效应分子Avh94与NbMKK1互作研究  37-59
    摘要  37
    ABSTRACT  37-39
    1 材料与方法  39-46
      1.1 供试烟草和供试菌株的保存与培养  39
      1.2 重组的马铃薯X病毒载体pgR107  39-40
      1.3 主要重组质粒的构建  40-41
      1.4 农杆菌GV3101感受态细胞的制备和转化方法  41-42
      1.5 农杆菌介导的基因沉默技术沉默本氏烟中的NbMKK1  42-43
      1.6 在本氏烟中瞬时过表达Avh94  43
      1.7 辣椒疫霉侵染情况观察  43-44
      1.8 酵母双杂交验证蛋白互作  44-45
      1.9 GST-Pull Down技术验证蛋白互作  45-46
      1.10 双分子荧光检测蛋白互作  46
    2 结果与分析  46-53
      2.1 Avh94能够抑制过表达NbMKK1引起的HR  46-47
      2.2 Avh94与NbMKK1能够直接互作  47-50
      2.3 沉默NbMKK1后促进辣椒疫霉对本氏烟的侵染  50-51
      2.4 过表达Avh94促进辣椒疫霉的浸染  51-53
      2.5 过表达Avh94可以抑制疫霉侵染过程中ROS的积累  53
    3 讨论  53-55
    参考文献  55-59
  第二章 Avh94和NbMKK1功能域的研究  59-75
    摘要  59
    ABSTRACT  59-61
    1 试验材料与方法  61-64
      1.1 供试烟草和菌株的保存和培养条件  61
      1.2 Avh94和NbMKK1功能域的预测  61-62
      1.3 Avh94和NbMKK1突变体重组质粒的构建  62
      1.4 农杆菌感受态的制备与转化  62-63
      1.5 Avh94及其突变体抑制NbMKK1诱导的HR的功能研究  63
      1.6 酵母双杂交  63-64
    2 实验结果  64-70
      2.1 NbMKK1功能域的预测及突变体的设计  64-65
      2.2 NbMKK1突变体功能的研究  65-67
      2.3 Avh94功能域的预测及突变体的设计  67
      2.4 Avh94突变体功能的研究  67-70
    3 讨论  70-72
    参考文献  72-75
附录  75-77
攻读硕士期间发表的论文  77-79
致谢  79

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中图分类: > 农业科学 > 植物保护 > 病虫害及其防治 > 农作物病虫害及其防治 > 经济作物病虫害 > 油料作物病虫害 > 大豆病虫害
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