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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
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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。

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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