李赛赛:基因在植物抵御水稻条纹病毒侵染过程中的功能研究论文

李赛赛:基因在植物抵御水稻条纹病毒侵染过程中的功能研究论文

本文主要研究内容

作者李赛赛(2019)在《基因在植物抵御水稻条纹病毒侵染过程中的功能研究》一文中研究指出:水稻条纹叶枯病由水稻条纹病毒(Rice stripe virus,RSV)引起,是水稻生产中重要的病毒病害之一,造成水稻产量与品质严重的经济损失,威胁农业生产安全,破坏农业可持续发展。研究RSV与寄主植物的互作机制,寻找调控RSV侵染的关键寄主因子,能够为水稻条纹叶枯病害的防治提供有效策略,减少水稻条纹叶枯病害的发生和危害。RSV通过灰飞虱(Lapdelphax striatellus,SBPH)在水稻群体中传播,并可通过机械摩擦侵染实验寄主本氏烟。在实验室前期工作中,我们利用番茄基因芯片分析了 RSV侵染后本氏烟基因的表达情况,发现芯片上番茄HIR3基因(BI923297)表达信号上调。过敏诱导反应(HIR)基因家族与过敏反应(HR)密切相关,参与植物对病原物的防御反应中。目前关于HIR的研究主要集中在HIR1参与植物抗细菌和真菌侵染过程,关于其他HIRs的功能研究较少,也不清楚HIRs是否参与植物抗病毒侵染的过程。本研究表明,RSV侵染诱导NbHIR3s表达上调。NbHIR3s沉默会加剧RSV侵染症状,并显著增加病毒积累量,伴随SA含量和SA途径关键基因EDS1、NPR1和PR1基因的表达水平显著降低;外源喷施SA能够有效缓解NbHIR3s沉默植株对RSV的敏感性,表明SA途径可能在NbHIR3s沉默有利于RSV侵染过程中具有重要作用。为进一步明确SA与NbHIR3s的关系,我们利用35s启动子分别过表达NbHIR3.1和NbHIR3.2,发现NbHIR3s瞬时表达能够诱导细胞坏死,并伴随SA和H2O2积累,但在EDS1沉默植物或转NahG基因本氏烟植株中不诱导坏死。说明,NbHIR3s瞬时表达诱导依赖SA和EDS1的细胞坏死,可能在寄主抗RSV侵染过程中发挥重要作用。为了进一步明确NbHIR3s的生物学功能,我们通过农杆菌介导的转基因技术,获得了可以稳定遗传的转NbHIR3s基因本氏烟植株,用以研究NbHIR3s过表达对病原物侵染的影响。实验表明,NbHIR3s过表达促进SA和H2O2积累,诱导EDS1、NPR1及PR1基因上调表达,导致RSVRNA积累量减少。NbHIR3s过表达不仅增强本氏烟对RSV的抗性,而且赋予本氏烟对其他病毒(芜菁花叶病毒(Turnip mosaic virus,TuMV)和马铃薯病毒X(Potato virus X,PVX))及其他病原菌丁香假单胞杆菌(P.syringae pv.tomato,Pst DC3000)的基础抗性。说明NbHIR3s通过正向调节SA途径,从而介导本氏烟对病原的基础抗性。为了解RSV天然寄主水稻OsHIR3在寄主抵御RSV侵染过程中的作用,我们克隆了水稻OsHIR3基因,分析OsHIR3诱导细胞死亡情况以及抗RSV侵染过程中的作用。与NbHIR3类似,OsHIR3在本氏烟体内瞬时异源表达会诱导细胞坏死,并伴随SA和H2O2积累,及SA途径关键基因上调表达。转OsHIR3基因水稻不仅能够显著降低RSV积累量,而且增强水稻对水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)的抗性。结果表明,OsHIR3在水稻体内可能同样介导了依赖于SA途径的基础抗性。本研究揭示了,NbHIR3s和OsHIR3能够诱导依赖于EDS1和SA的细胞坏死,促进SA和H2O2积累,诱导SA途径关键基因上调表达,参与植物抵御病毒和细菌的基础抗性,这为深入了解HIR3s的防御功能提供了依据。

Abstract

shui dao tiao wen xie ku bing you shui dao tiao wen bing du (Rice stripe virus,RSV)yin qi ,shi shui dao sheng chan zhong chong yao de bing du bing hai zhi yi ,zao cheng shui dao chan liang yu pin zhi yan chong de jing ji sun shi ,wei xie nong ye sheng chan an quan ,po huai nong ye ke chi xu fa zhan 。yan jiu RSVyu ji zhu zhi wu de hu zuo ji zhi ,xun zhao diao kong RSVqin ran de guan jian ji zhu yin zi ,neng gou wei shui dao tiao wen xie ku bing hai de fang zhi di gong you xiao ce lve ,jian shao shui dao tiao wen xie ku bing hai de fa sheng he wei hai 。RSVtong guo hui fei shi (Lapdelphax striatellus,SBPH)zai shui dao qun ti zhong chuan bo ,bing ke tong guo ji xie ma ca qin ran shi yan ji zhu ben shi yan 。zai shi yan shi qian ji gong zuo zhong ,wo men li yong fan jia ji yin xin pian fen xi le RSVqin ran hou ben shi yan ji yin de biao da qing kuang ,fa xian xin pian shang fan jia HIR3ji yin (BI923297)biao da xin hao shang diao 。guo min you dao fan ying (HIR)ji yin jia zu yu guo min fan ying (HR)mi qie xiang guan ,can yu zhi wu dui bing yuan wu de fang yu fan ying zhong 。mu qian guan yu HIRde yan jiu zhu yao ji zhong zai HIR1can yu zhi wu kang xi jun he zhen jun qin ran guo cheng ,guan yu ji ta HIRsde gong neng yan jiu jiao shao ,ye bu qing chu HIRsshi fou can yu zhi wu kang bing du qin ran de guo cheng 。ben yan jiu biao ming ,RSVqin ran you dao NbHIR3sbiao da shang diao 。NbHIR3schen mo hui jia ju RSVqin ran zheng zhuang ,bing xian zhe zeng jia bing du ji lei liang ,ban sui SAhan liang he SAtu jing guan jian ji yin EDS1、NPR1he PR1ji yin de biao da shui ping xian zhe jiang di ;wai yuan pen shi SAneng gou you xiao huan jie NbHIR3schen mo zhi zhu dui RSVde min gan xing ,biao ming SAtu jing ke neng zai NbHIR3schen mo you li yu RSVqin ran guo cheng zhong ju you chong yao zuo yong 。wei jin yi bu ming que SAyu NbHIR3sde guan ji ,wo men li yong 35sqi dong zi fen bie guo biao da NbHIR3.1he NbHIR3.2,fa xian NbHIR3sshun shi biao da neng gou you dao xi bao huai si ,bing ban sui SAhe H2O2ji lei ,dan zai EDS1chen mo zhi wu huo zhuai NahGji yin ben shi yan zhi zhu zhong bu you dao huai si 。shui ming ,NbHIR3sshun shi biao da you dao yi lai SAhe EDS1de xi bao huai si ,ke neng zai ji zhu kang RSVqin ran guo cheng zhong fa hui chong yao zuo yong 。wei le jin yi bu ming que NbHIR3sde sheng wu xue gong neng ,wo men tong guo nong gan jun jie dao de zhuai ji yin ji shu ,huo de le ke yi wen ding wei chuan de zhuai NbHIR3sji yin ben shi yan zhi zhu ,yong yi yan jiu NbHIR3sguo biao da dui bing yuan wu qin ran de ying xiang 。shi yan biao ming ,NbHIR3sguo biao da cu jin SAhe H2O2ji lei ,you dao EDS1、NPR1ji PR1ji yin shang diao biao da ,dao zhi RSVRNAji lei liang jian shao 。NbHIR3sguo biao da bu jin zeng jiang ben shi yan dui RSVde kang xing ,er ju fu yu ben shi yan dui ji ta bing du (wu jing hua xie bing du (Turnip mosaic virus,TuMV)he ma ling shu bing du X(Potato virus X,PVX))ji ji ta bing yuan jun ding xiang jia chan bao gan jun (P.syringae pv.tomato,Pst DC3000)de ji chu kang xing 。shui ming NbHIR3stong guo zheng xiang diao jie SAtu jing ,cong er jie dao ben shi yan dui bing yuan de ji chu kang xing 。wei le jie RSVtian ran ji zhu shui dao OsHIR3zai ji zhu di yu RSVqin ran guo cheng zhong de zuo yong ,wo men ke long le shui dao OsHIR3ji yin ,fen xi OsHIR3you dao xi bao si wang qing kuang yi ji kang RSVqin ran guo cheng zhong de zuo yong 。yu NbHIR3lei shi ,OsHIR3zai ben shi yan ti nei shun shi yi yuan biao da hui you dao xi bao huai si ,bing ban sui SAhe H2O2ji lei ,ji SAtu jing guan jian ji yin shang diao biao da 。zhuai OsHIR3ji yin shui dao bu jin neng gou xian zhe jiang di RSVji lei liang ,er ju zeng jiang shui dao dui shui dao bai xie ku bing jun (Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)de kang xing 。jie guo biao ming ,OsHIR3zai shui dao ti nei ke neng tong yang jie dao le yi lai yu SAtu jing de ji chu kang xing 。ben yan jiu jie shi le ,NbHIR3she OsHIR3neng gou you dao yi lai yu EDS1he SAde xi bao huai si ,cu jin SAhe H2O2ji lei ,you dao SAtu jing guan jian ji yin shang diao biao da ,can yu zhi wu di yu bing du he xi jun de ji chu kang xing ,zhe wei shen ru le jie HIR3sde fang yu gong neng di gong le yi ju 。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自浙江大学的李赛赛,发表于刊物浙江大学2019-09-18论文,是一篇关于水稻条纹病毒论文,过敏反应论文,过敏诱导反应基因论文,水杨酸论文,基础抗性论文,浙江大学2019-09-18论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自浙江大学2019-09-18论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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