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致病疫霉菌无毒基因Avr-blb1转基因拟南芥的制备

郭姗姗  
【摘要】: 卵菌(Oomycetes)中大多数植物病原菌都能使寄主产生严重病害,其中最著名的是致病疫霉菌(Phytophthora infestans),其引起的马铃薯晚疫病,曾造成19世纪中期的爱尔兰大饥荒。至今,全球每年因致病疫霉菌造成农作物病害的损失及其防治费用超过50亿美元。利用携带主效抗性基因的种质资源一直是防治植物病原卵菌的重要手段。病原菌与抗病寄主植物之间存在非亲和互作,互作过程中植物抗性基因编码蛋白可特异识别病原菌无毒基因编码蛋白,激发植物产生过敏性坏死反应,抑制病菌生长从而使植物表现抗病。研究卵菌无毒蛋白的功能及其与抗性蛋白之间的互作途径,能够从分子水平上揭示植物的抗病机制,对防治植物病原卵菌提供有力的理论支持。目前,无毒基因与抗性基因的蛋白产物之间互作的方式有两种解释:直接互作或间接互作,但对于无毒蛋白与抗性蛋白的识别机制以及无毒蛋白在病原菌侵染植物过程中的具体作用仍不甚了解。 为深入探索无毒基因Avr-blb1的生物学功能,本研究选择致病疫霉菌Avr-blb1无毒基因家族中ipiO1基因,通过制备此基因去除信号肽序列与带有烟草信号肽序列的转基因拟南芥,对转基因拟南芥进行接菌测试,探寻表达ipiO1基因的拟南芥受寄生疫霉侵染后抗感性等生理生化特征的变化;此外,还构建了带有组氨酸标签无信号肽序列ipiO1基因的转基因拟南芥,为Avr-blb1无毒蛋白在植物细胞内的细胞生物学研究奠定基础。 利用浸花法获得去除信号肽序列、带有烟草信号肽序列以及带有组氨酸标签无信号肽序列ipiO1基因的转基因拟南芥,并通过RT-PCR的方法检测到目的基因在拟南芥中成功表达。对前两种类型的转基因拟南芥进行寄生疫霉接菌测试,结果显示表达目的基因的转化子更倾向于感病,但仍需要更多接菌测试验证结果。在烟草叶片上对带有组氨酸标签无信号肽序列ipiO1基因和RB基因进行共表达,在测试位置附近出现明显的坏死斑,证实组氨酸标记对ipiO1基因编码产物的无毒活性以及生物功能没有显著影响。


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