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非寄主抗性基因Rxo1转化水稻及其介导的对细菌性条斑病的抗性反应

作　者: 王磊
导　师: 周永力
学　校: 中国农业科学院
专　业: 植物病理学
关键词: 水稻细菌条斑病 非寄主抗性 Rxo1基因 WRKY转录因子 反转录PCR
分类号: S511
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 87次
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内容摘要


水稻细菌性条斑病是我国重要的植物检疫性病害,在我国水稻生产上,尤其是杂交稻,造成极大的经济损失,目前在水稻中尚未发现抗细菌性条斑病的单个主效基因。水稻对细条病的抗性为数量性状,但目前经研究发现的多个细条病数量抗性基因效应较小,在抗病育种实践中不能广泛应用。目前非寄主抗性基因的克隆及其在作物抗性改良中的作用备受关注。Rxo1是从玉米中鉴定、克隆的一个基因,携带该基因的转基因水稻植株对细条病菌的侵染能产生抗病反应,该发现在水稻细条病抗病育种实践中具有重大意义。鉴于人们对转基因植物生物安全性的日益重视,本研究利用双右边界双元载体,以期获得无选择标记、具有应用价值的水稻育种材料。同时利用反转录PCR及实时荧光定量PCR等技术,研究非寄主抗性基因Rxo1在水稻中对细菌性条斑病的抗性反应。1.构建双右边界双元重组载体pMNDRBBin6-Rxo1,通过农杆菌介导法将非寄主抗性基因Rxo1导入我国杂交稻重要恢复系C418。经PCR检测,T0代共获得C418背景的Rxo1阳性株系11个。2.对本实验室已经获得的转基因水稻纯合系接种水稻细条病菌,结果出现过敏性坏死反应的典型特征。通过RT-PCR技术初步分析水稻基因组中6个与过敏性坏死反应及水杨酸信号转导途径相关基因的表达谱变化,并通过实时荧光定量PCR对差异表达基因的表达谱进行验证,初步表明水杨酸信号传导途径参与了非寄主抗性基因Rxo1介导的水稻对细条病菌的抗病反应。3.转录因子在植物防卫反应表达调控中发挥重要作用。利用RT-PCR检测WRKY转录因子家族在水稻受细条病菌侵染条件下的表达变化情况,发现水稻细条病菌的侵染诱导了若干WRKY基因的差异表达。在转基因水稻中检测到11个差异表达基因,其中7个基因参与水稻抗病反应信号水杨酸、茉莉酸转导途径,且调控方式多样。说明非寄主抗性基因Rxo1介导的防卫反应可能涉及SA、JA信号转导途径。利用生物信息学及系统发育分析可以为非寄主抗病机制及信号转导调控网络提供有用信息。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-10
第一章 文献综述  10-25
  1.1 水稻细菌性条斑病的研究  10-12
    1.1.1 水稻细菌性条斑病  10
    1.1.2 水稻细菌性条斑病抗病育种进展  10-12
    1.1.3 非寄主抗性基因在水稻细条病抗病育种中的应用  12
  1.2 植物抗病分子机制研究进展  12-19
    1.2.1 植物抗病类型  12-13
    1.2.2 植物寄主抗性  13-17
    1.2.3 植物非寄主抗性  17-18
    1.2.4 寄主抗性与非寄主抗性的关系  18-19
  1.3 植物转录因子在抗病反应中的作用  19-24
    1.3.1 转录因子的概念及结构  19
    1.3.2 与植物抗病反应有关的转录因子  19-20
    1.3.3 WRKY转录因子的结构特点  20-24
  1.4 研究目的与意义  24-25
第二章 利用非寄主抗性基因Rxo1培育无选择标记的抗细菌性条斑病水稻品系  25-35
  2.1 实验材料与方法  25-26
    2.1.1 实验材料  25-26
  2.2 方法  26-28
    2.2.1 双右边界双元载体的构建  26-27
    2.2.2 农杆菌介导的遗传转化体系的建立  27
    2.2.3 转基因植株分子检测  27-28
  2.3 结果  28-33
    2.3.1 双右边界双元载体构建  28-31
    2.3.2 农杆菌介导的遗传转化体系的建立  31
    2.3.3 转基因植株的获得与鉴定  31-33
  2.4 讨论  33-35
第三章 非寄主抗病基因Rxo1介导的水稻对细菌性条斑病的抗病反应  35-39
  3.1 实验材料与方法  35-36
    3.1.1 实验材料  35
    3.1.2 方法  35-36
  3.2 结果  36-38
    3.2.1 转基因植株抗病表型  36-37
    3.2.2 抗病相关基因的差异表达  37-38
  3.3 小结  38-39
    3.3.1 转Rxo1基因水稻植株对细条病菌具有抗性  38
    3.3.2 转基因植株接种Xoc后,与抗病反应相关基因表达出现差异  38
    3.3.3 实时荧光定量PCR分析基因差异表达  38-39
第四章 转Rxo1基因水稻中WRKY家族转录因子的差异表达  39-47
  4.1 材料与方法  39
    4.1.1 实验材料  39
    4.1.2 方法  39
  4.2 结果与分析  39-44
    4.2.1 转基因植株抗病表型  39-40
    4.2.2 RT-PCR筛选表达量变化的WRKY家族基因  40-44
  4.3 讨论  44-47
    4.3.1 水稻中与抗病相关的WRKY家族转录因子  44-45
    4.3.2 WRKY家族转录因子在抗病反应中的调控作用  45
    4.3.3 WRKY基因参与多种抗病信号转导途径  45-46
    4.3.4 差异表达的WRKY基因分类初析  46-47
第五章 结论  47-48
参考文献  48-57
附录一  57-58
附录二  58-60
致谢  60-61
作者简历  61

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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 禾谷类作物 > 稻
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