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热激转录因子和XooIARP在水稻抗白叶枯病中作用的初探

作　者: 封雷
导　师: 杨玲
学　校: 浙江师范大学
专　业: 植物学
关键词: 水稻白叶枯病 XooIARP 原核表达转基因
分类号: S435.111
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

水稻白叶枯病(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)作为水稻中三大病害之一,是威胁我国水稻生产的最主要细菌病害。由于致病小种发生变异,已有抗病品种丧失了抗性,从野生稻中发掘、利用抗白叶枯病新基因资源成为抗病育种的有效途径。利用不对称体细胞杂交技术,从疣粒野生稻(Oryza meyeriana L.)获得了抗白叶枯病基因资源。利用蛋白组学方法从该抗病新种质SH5和SH76中筛选出了一个生长素调节蛋白,是一类由生长素调节基因家族编码的蛋白,并命名为XooIARP(Xanthomonas oryzae pv. oryzae-induced auxin regulated protein)。本论文以感病品种8411、抗病新种质SH5和SH76为研究材料,试图用转基因技术研究XooIARP基因的功能；同时分析了热激转录因子(heat shock factor,HSF)在抗白叶枯病过程中的表达。研究结果如下：1.根据其它抗病材料的基因芯片表达谱结果筛选出7个在接种前后差异表达的OsHsfs.通过半定量RT-PCR分析8411、SH5和SH76水稻叶组织在接种白叶枯菌小种P6(PX099)后12h、24h、48h、72h的表达情况。相比于感病亲本8411,抗病新种质SH5和SH76中OshsfB2c2基因表达上调,其他基因则无显著变化。2.序列分析表明,XooIARP编码蛋白含2个重复的谷胱甘肽-S-转移酶的N末端结构域,推测该蛋白有可能是谷胱甘肽-S-转移酶。本研究将XooIARP cDNA克隆到表达载体pSKB.4(含T7启动子)中,构建重组原核表达质粒pSKB.4-XooIARP,并转化至E.coli菌株BL21(DE3)中,经IPTG诱导后,SDS-PAGE胶获得预测重组融合蛋白条带。3.构建了XooIARP基因的超表达和RNAi载体,通过农杆菌介导法转化水稻,将超表达载体转入白叶枯病感病品种日本晴和8411；而RNAi载体转入抗病新种质SH5。并获得转基因植株,PCR鉴定证明目的基因已经整合到基因组中。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
缩略词  8-9
目录  9-12
第一部分文献综述  12-24
  第一章热激转录因子在植物防御反应中的作用  12-18
    1 植物HSFs的主要结构特征  12-14
      1.1 DNA结合结构域(DBD)  13
      1.2 双向寡聚化区域(HR-A/B)  13
      1.3 核定位信号区(NLS)  13
      1.4 酸性C端激活域(CTAD)  13-14
    2 植物HSFs的多样性  14
    3 植物HSFs的抗逆性  14-16
      3.1 番茄HSFs的抗逆性特点  14-15
      3.2 拟南芥HSFs的抗逆性特点  15
      3.3 水稻HSFs的抗逆性特点  15-16
    4 植物HSFs的互作  16-17
    5 植物HSFs的专一性  17-18
  第二章谷胱甘肽-S-转移酶在植物防御反应和信号转导中的作用  18-22
    1 谷胱甘肽-S-转移酶的分类  18
    2 植物中谷胱甘肽-S-转移酶的种类  18-19
    3 谷胱甘肽-S-转移酶在植物防御反应和信号转导中的作用  19-22
  第三章本研究的目的意义和主要研究内容  22-24
第二部分研究论文  24-55
  第一章不同抗性水稻叶片受Xoo侵染后7个OsHSFs的表达分析  24-32
    1 前言  24
    2 材料与方法  24-29
      2.1 材料培养及处理  24
      2.2 RNA提取  24-25
      2.3 双链cDNA的合成  25-26
      2.4 半定量RT-PCR分析基因的表达  26-27
      2.5 半定量RT-PCR片段的克隆  27-29
    3 结果与讨论  29-31
    4 本章小结  31-32
  第二章 XooIARP基因的原核表达  32-44
    1 前言  32
    2 材料与试剂  32-33
      2.1 相关的生物学试剂及溶液配制  32-33
      2.2 菌株和载体  33
    3 技术与方法  33-39
      3.1 引物设计和合成  33
      3.2 质粒XooIARP-pUCm-T和pSKB.4的制备  33-34
      3.3 PCR反应  34-35
      3.4 PCR扩增产物检测  35
      3.5 PCR扩增产物的回收和纯化  35
      3.6 构建XooIARP基因的原核表达载体  35-36
      3.7 表达载体XooIARP-pSKB.4的转化和鉴定  36-37
      3.8 重组质粒pSKB.4-XooIARP的诱导表达  37-39
    4 结果与讨论  39-42
      4.1 构建pSKB.4-XooIARP原核表达载体  39-41
      4.2 XooIARP-pSKB.4在大肠杆菌中的表达  41-42
    5 本章小结  42-44
  第三章 XooIARP基因转化水稻的研究  44-55
    1 前言  44
    2 材料与方法  44-50
      2.1 生化试剂及培养基配制  44-45
      2.2 菌株、载体及受体植物  45
      2.3 XooIARP基因的超表达载体的构建  45
      2.4 XooIARP基因的RNAi表达载体的构建  45-47
      2.5 XooIARP的超表达载体及RNAi表达载体导入农杆菌  47
      2.6 农杆菌介导的水稻遗传转化  47-49
      2.7 转基因植株的检测  49-50
    3 结果与讨论  50-54
      3.1 超表达载体构建的检测  50
      3.2 RNAi载体构建的检测  50-52
      3.3 水稻遗传转化过程  52
      3.4 水稻转基因植株的检测  52-54
    4 本章小结  54-55
参考文献  55-64
攻读学位期间取得的研究成果  64-65
致谢  65-66

热激转录因子和XooIARP在水稻抗白叶枯病中作用的初探

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