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《福建农林大学》 2007年
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稻瘟病菌两个新基因的功能研究

林艳  
【摘要】: 稻瘟病菌(Magnaporthe grisea)既是经济重要的病原真菌,也是研究植物与微生物相互作用的重要生物,从全基因组水平分析研究该菌关键基因的功能,可以加速对稻瘟病菌生物学及其致病分子机制的认识,为培育持久抗病品种和制定稻瘟病菌持续管理的策略提供理论依据。本研究在本实验室创建的T-DNA插入突变体库的基础上,筛选性状稳定的致病相关突变体,深入分析突变体的表型,克隆和解析相关基因的生物学功能。 通过对稻瘟病菌FJ95054B的T-DNA突变体库的分析,得到一个表型为产孢缺陷的突变体T16B-2。除了产孢缺陷外,该突变体的附着胞形成率下降,但在洋葱表皮上的侵入与对水稻的致病性没有变化。Southern杂交结果表明,该突变是由T-DNA单拷贝插入引起的。将该突变体与GUY11有性杂交所建立的后代群体中,突变体表型与野生型表型比例为1∶1,表明此突变体表型由单位点插入造成。TAIL-PCR获得该突变体的T-DNA侧翼序列,在稻瘟病菌基因组数据库中BLAST分析表明,T-DNA侧翼序列位于Super contig 195中,暂将该区域所调控的基因命名为ConLW。对该突变体菌株进行功能互补分析,其互补菌株的产孢量和附着胞形成率能够回复到野生型水平。 为进一步明确ConLW是否为产孢相关基因,通过同源重组的方法将该基因敲除,所得到的敲除突变体表现为不产孢且丧失致病性。基因敲除突变体用野生型基因互补转化后,其互补菌株恢复了产孢量与致病性。蛋白结构预测结果显示,在ConLW中含有一个Zn(Ⅱ)2Cys6锌指蛋白功能域。将该锌指蛋白功能域与基因自带启动子区共同转入基因敲除突变体中,其转化子表现为产孢缺陷而致病性恢复的性状。因此,推测稻瘟病菌基因ConLW是一个与产孢和致病性都相关的基因,其中的Zn(Ⅱ)2Cys6锌指蛋白功能域与稻瘟病菌致病功能有关,而与产孢功能无直接关系。 在T-DNA插入突变体库中筛选获得三个对含抗瘟基因Pi9的水稻品种表现毒性的突变菌株,本研究对其中一个突变体Pi9-1-1 T94A进行研究。通过TAIL-PCR的方法获得该突变体的T-DNA侧翼序列,BLAST结果表明,T-DNA侧翼序列位于Super contig 5.200中,该序列与一预测基因的5’末端有部分同源,将该预测基因命名为PthLW。将PthLW进行敲除,所获得敲除突变体对含抗瘟基因Pi9的水稻品种表现无毒性,而对含抗瘟基因Pib的单基因水稻品种(IRBL14)表现毒性。功能互补实验结果表明,该基因不仅能够使敲除突变体恢复对含Pib抗瘟基因水稻品种的无毒性,也能使Pib品种的田间毒性菌株转化为无毒性,而不影响这些菌株对其他水稻品种的致病性。因此,可以确定PthLW为Avr-pib的候选基因。另外,该基因敲除突变体在以不饱和脂肪酸为唯一碳源的培养基上不能生长,初步确定该基因具有ATP-NADK激酶活性。 本文通过分析两个突变性状稳定的T-DNA插入突变体,进一步利用基因敲除与功能性互补实验,明确了两个未知基因ConLW和PthLW的基本功能,为深入研究两基因的生物学功能和揭示稻瘟病菌的致病分子机理奠定了基础。
【学位授予单位】:福建农林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:S435.111.41

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【引证文献】
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【参考文献】
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9 马亚男;Rhizoctonia spp.菌核分化不同阶段活性氧代谢及相关酶变化[D];山东农业大学;2011年
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【同被引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
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