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灰霉菌侵染拟南芥过程中ACD5的功能分析
作 者: 席雪丽
导 师: 姚楠
学 校: 中山大学
专 业: 植物学
关键词: ACD5 拟南芥 灰霉菌 抗病性 活性氧
分类号: S432.1
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 11次
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内容摘要
拟南芥神经酰胺激酶缺失突变体acd5(accelerated cell death 5)在生长发育的后期会出现自发性细胞死亡,与野生型相比,其在生长发育的早期表现为对病原细菌的易感性。之前的研究表明ACD5具有神经酰胺激酶(ceramide kinase, CERK)的活性,其缺失突变体会大量积累CERK的底物,而过量的CERK底物会导致植物细胞死亡。但是,ACD5酶活缺失导致acd5抗性降低的内在机制仍然不清楚。本实验通过对拟南芥突变体acd5与野生型Col接种灰霉菌(Botrytis cinerea)后,比较其在病原菌侵染后抗性相关信号、病斑与死细胞以及基因表达方面的差异,从而为进一步研究ACD5在植物抵御病原真菌侵染过程中的作用提供重要参考。研究发现,对于病原真菌Botrytis cinerea的侵染,acd5突变体比Col表现的更易感。具体表现为:与Col相比,(1)Botrytis cinerea在acd5突变体上的萌发率更高,菌丝长度也更长;(2)拟南芥acd5突变体病斑出现的时间早,且发病率更高;(3)病原真菌Botrytis cinerea更易穿过突变体acd5的表皮,并进入叶肉细胞中; (4)台盼蓝染色结果表明acd5突变体中由病原菌引发的死细胞出现的更早,更多; (5)acd5突变体中抗性相关信号H2O2、胼胝体等较Col中出现的晚,也更少。同时,基因表达水平的检测结果显示,接种Botrytis cinerea后,抗性相关的基因如PR1,PEROX等在acd5突变体中的表达量要低于野生型。综上数据表明,ACD5通过调控植物抗性信号的产生,抗性基因的表达和防御结构的形成,在植物抵御病原菌的过程中起着重要的作用。
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全文目录
摘要 4-6ABSTRACT 6-10第一章 前言 10-35 1.1 植物病原真菌对植物的侵染 10-14 1.1.1 病原真菌侵染植物的过程 10-11 1.1.2 灰霉菌对植物的侵染 11-14 1.2 植物对病原真菌的防御反应 14-28 1.2.1 植物形态结构屏障 15-17 1.2.2 植物对病原菌的识别 17-18 1.2.3 植物细胞的HR 反应 18-19 1.2.4 植物激素信号途径 19-21 1.2.5 活性氧的迸发 21-26 1.2.6 PR 蛋白 26-28 1.2.7 植保素合成 28 1.3 植物鞘质代谢途径与ACD5 研究进展 28-33 1.3.1 植物鞘脂代谢途径 28-32 1.3.2 神经酰胺激酶与acd5 突变体 32-33 1.4 本研究选题依据及技术路线 33-35 1.4.1 选题意义及依据 33 1.4.2 技术路线 33-35第二章 实验材料与方法 35-50 2.1 实验材料 35-40 2.1.1 植物材料与菌种 35 2.1.2 主要试剂 35 2.1.3 PCR 引物 35-36 2.1.4 主要仪器 36 2.1.5 实验所用培养液及试剂 36-40 2.2 实验方法 40-50 2.2.1 拟南芥种植方法 40 2.2.2 灰霉菌(Botrytis cinerea)的活化 40-41 2.2.3 灰霉菌(Botrytis cinerea)的接种方法 41 2.2.4 灰霉菌(Botrytis cinerea)孢子分离的方法 41-42 2.2.5 真菌孢子的计数方法 42-43 2.2.6 真菌接种拟南芥 43 2.2.7 植物叶片发病率统计方法 43-44 2.2.8 植物叶片台盼蓝染色方法 44 2.2.9 孢子萌发率的统计方法 44 2.2.10 菌丝长度测量方法 44 2.2.11 植物叶片DAB 染色方法 44-45 2.2.12 植物叶片苯胺蓝(aniline blue)染色方法 45 2.2.13 NBT 染色方法 45-46 2.2.14 氯化铈超微细胞化学定位方法观察H_2O_2 信号 46 2.2.15 植物组织中总RNA 的提取 46-47 2.2.16 cDNA 第一链的合成 47-48 2.2.17 PCR 扩增 48-49 2.2.18 Real-time PCR 反应 49-50第三章 实验结果 50-76 3.1 灰霉菌(Botrytis cinerea)在拟南芥Col 和acd5 突变体叶片上的病程发生及病症表现 50-58 3.1.1 灰霉菌侵染Col 和acd5 突变体叶片后的台盼蓝染色死细胞观察 50-53 3.1.2 灰霉菌侵染Col 和acd5 突变体叶片后的病斑表现 53-58 3.2 灰霉菌在拟南芥Col 与acd5 突变体叶片上的生长情况 58-61 3.2.1 Col 和acd5 突变体叶片上的灰霉菌孢子萌发情况 58-60 3.2.2 Col 和acd5 突变体叶片上的灰霉菌菌丝生长情况 60-61 3.3 灰霉菌(Botrytis cinerea)侵染过程中拟南芥Col 和acd5 突变体的防御反应 61-72 3.3.1 灰霉菌侵染过程中Col 和acd5 突变体叶片中的ROS 信号 61-63 3.3.2 灰霉菌侵染过程中Col 和acd5 突变体叶片中的胼胝体沉积 63-67 3.3.3 灰霉菌侵染过程中Col 和acd5 突变体叶片中的H_2O_2 亚细胞定位及超微结构变化 67-72 3.4 灰霉菌(Botrytis cinerea)侵染过程中拟南芥Col 和acd5 突变体中抗性相关基因的表达 72-76第四章 讨论 76-81 4.1 拟南芥的抗性反应对灰霉菌生长的抑制作用 76-77 4.2 灰霉菌(Botrytis cinerea)侵染拟南芥过程中的植物细胞死亡 77-78 4.3 灰霉菌(Botrytis cinerea)侵染拟南芥过程中的ROS 78-81第五章 总结与展望 81-84 5.1 总结 81-82 5.2 展望 82-84参考文献 84-99附录Ⅰ 缩略词表 99-101附录Ⅱ 在读期间承担的科研项目及待发表的论文 101-102致谢 102
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中图分类: > 农业科学 > 植物保护 > 病虫害及其防治 > 植物病害及其防治 > 植物病理学
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