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《河北农业大学》 2009年
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玉米大斑病菌MAPK级联途径中STK1基因的功能研究

李坡  
【摘要】: 由玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)引起的玉米大斑病是威胁玉米生产安全的重要病害之一,常造成严重经济损失。研究表明,许多植物病原真菌的生长、发育及致病性都受到细胞信号转导途径的调控,其中MAPK信号转导途径是普遍存在的并有重要调控作用的信号转导途径。玉米大斑病菌中的STK1基因是编码MAPK信号途径中MAP kinase一个基因,本实验室前期研究发现该基因与大斑病菌的致病性和分生孢子萌发有关,但该基因参与玉米大斑病菌渗透调节的具体作用尚不明确。本试验在克隆STK1基因的基础上,对其进行了生物信息学的分析,发现它与其他真菌的渗透调节相关的MAP kinase基因具有很高的同源性。为了进一步明确该基因的功能,本实验采用功能互补的方法,构建了酿酒酵母胞内表达载体,使该基因在酿酒酵母HOG1基因缺失突变体中表达,以进一步明确STK1基因的功能。主要结果如下: 1.获得了STK1基因全长序列,并最终确定一个全长为1071 bp的开放阅读框(Open Reading Frame,ORF)。对STK1基因的开放阅读框进行了生物信息学分析,利用相关软件对该基因进行翻译,发现该基因编码356个氨基酸的蛋白。经对该基因的预测蛋白进行同源性分析,发现预测蛋白与许多植物病原真菌渗透调节相关的MAP kinase都有90%以上的同源性;通过比对发现,该蛋白与这些真菌中MAP kinase相似,含有渗透胁迫相关的MAP kinase所具有的保守结构域:TGY motif、CD domain、BD domain。其中,171~173位的TGY motif是渗透相关的MAP kinase的典型特征,CD domain和BD domain是MAP kinase上游调节物和下游效应物的结合和催化部位;聚类分析将不同的MAP kinase分为3个不同的类群,即Hog1、Fus3/Kss1和Slt2,其中Stk1与Hog1类群聚类在一起。 2.构建了酿酒酵母表达载体pVT102U-STK1,进而以该重组质粒转化酿酒酵母HOG1基因缺失突变体,通过酿酒酵母相关的氨基酸合成缺陷筛选及PCR验证获得了阳性转化子。 3.对获得的转化子进行了多种胁迫处理,发现在盐胁迫下该基因能够恢复酿酒酵母HOG1缺失突变体对盐的敏感性,并能恢复其异常的的细胞形态至正常的表型。并能恢复HOG1缺失突变体对氧胁迫的敏感性,说明STK1基因具有抵抗氧胁迫的的作用。 4.研究发现,STK1基因不仅能够抵抗各种盐胁迫,其转化子在钠盐胁迫下的生长速度及胞内甘油的累积高于野生型,说明该基因对钠胁迫的耐受力更强。由于盐碱土壤中钠盐为主要的盐类,所以我们希望该基因能够尽早转入到植物体内来提高植物的抗盐能力,从而为大量废弃盐碱土壤的利用提供遗传资源。
【学位授予单位】:河北农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:S435.131

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 王嘉渊;玉米弯孢霉叶斑病菌Clm1基因的克隆与功能分析[D];上海交通大学;2011年
2 王梅娟;玉米大斑病菌CWI-MAPK级联途径中StBCK1基因功能的研究[D];河北农业大学;2012年
3 吴敏;玉米大斑病菌MAPK级联途径中StSTE12基因的克隆与功能分析[D];河北农业大学;2012年
4 王宁;玉米大斑病菌MAPK级联途径中STK1K基因的克隆与功能研究[D];河北农业大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
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【同被引文献】
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10 王晶晶;StPP2A-c基因调控玉米大斑病菌致病性的机制研究[D];河北农业大学;2013年
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