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指状青霉促分裂原活化蛋白激酶PdOs2基因功能研究

作 者: 陈昌胜
导 师: 李红叶
学 校: 浙江大学
专 业: 植物病理学
关键词: 柑橘绿霉菌(Penicillium digitatum) 促分裂原活化蛋白激酶(MAPK) 氟咯菌腈 渗透压调节 致病性
分类号: S436.66
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要


由P. digitatum引起柑橘绿霉病是最重要的柑橘产后病害。采后药剂处理依然是柑橘绿霉病防治的最重要手段。苯基毗咯类(phenylpyrroles)杀菌剂氟咯菌腈(fludioxonil)最近在美国登记使用在柑橘产后病害防治上,但其作用机制尚不明确,从模式真菌和一些植物病原真菌的相关研究结果看,氟咯菌腈极有可能通过干扰影响病菌甘油合成的双组份(two-component system)和高渗透压甘油途径(high osmolarity glycerol response pathway, Hogl pathway)。因此我们选择柑橘绿霉菌Hogl信号传递途径的关键性元件MAPK激酶(mitogen activated protein kinase) PdOs2基因进行功能分析。并对该信号途径中的双组分组氨酸激酶NikA基因、MAPKKK激酶Ssk2、转录调控因子AtfA基因进行了基因克隆和缺失突变体构建工作。通过兼并性引物PCR扩增并结合Tail-PCR技术从柑橘绿霉菌中获得了与脉胞菌(Neurospora crassa) MAPK基因Os2同源的MAPK基因序列,称之为PdOs2。该序列包括其上游启动区和下游终止区在内的4247bp核苷酸。通过cDNA扩增测序和DNAman软件分析,发现该序列包含一个长度为1604 bp开放阅读框(ORF),9个外显子和8个内含子。内显子长度分别为86 bp、73 bp、52 bp、55 bp、54 bp、60 bp、60 bp和57 bp,分别位于在56-143bp,190-264 bp,393-446 bp,489-545 bp,644-699bp,1055-1116 bp,1194-1255bp,1438-1496 bp之间。预测编码368aa,PI为5.16,分子量为42 KD的蛋白。对推导的PdOs2序列比对搜索表明,PdOs2与灰葡萄孢菌(Botrytis cinerea)的BcSAK1,稻瘟菌(Magnaporthe grisea)的Osml,以及Alternaria alternate的AaHOG1分别由有90%、92%和91%的一致性。典型的Os2蛋白保守性结构域TGY存在于173-175位氨基酸上。为了研究PdOs2基因的功能,我们通过农杆菌介导的遗传转化体系构建了PdOs2的缺失突变体;比较了缺失突变体在生长,产孢,渗透压敏感新和杀菌剂氟咯菌腈及异菌脲抗性方面与野生型菌株的差异。结果显示菌丝生长轻微下降,同时产孢能力受到严重损伤,缺失突变菌株对渗透压的敏感性增强。此外病原菌致病性也有轻微的降低。这些结果表明PdOs2基因参与病原菌生长,分化渗透压调节。杀菌剂氟咯菌腈可能通过激活真菌Hogl信号途径来发挥杀菌效果。此外,我们还克隆了柑橘绿霉菌双组份Hogl途径中的关键性基因:组氨酸激酶基因NikA、MAPKK激酶Ssk2基因、转录调控因子AtfA基因的全长序列。并构建获得了它们的缺失突变体,为进一步研究该信号传递途径奠定了一定的基础。

全文目录


致谢  6-9
摘要  9-11
Abstract  11-13
第一章 文献综述和本研究的意义  13-18
  1.1 柑橘绿霉病及其化学防治  13-14
  1.2 双组份信号系统和Hog1信号传导途径  14-16
    1.2.1 双组份信号系统  14-15
    1.2.2 MAPK信号模块  15-16
  1.3 双组份信号系统和Hog1信号转导途径的功能  16-18
第二章 柑橘绿霉菌PdOs2基因的克隆、突变体的构建和功能研究  18-46
  2.1 材料和方法  18-31
    2.1.1 菌株及其培养  18-19
    2.1.2 分子生物学方法及质粒载体  19-20
    2.1.3 本实验中所使用的引物序列  20-21
    2.1.4 PdOs2基因和cDNA序列的克隆  21-22
    2.1.5 PdOs2敲除载体的构建  22-24
    2.1.6 PdOs2基因回补载体的构建  24-25
    2.1.7 ATMT法转化柑橘绿霉菌  25-26
    2.1.8 突变体的筛选及鉴定  26-29
    2.1.9 该基因对柑橘绿霉菌生长速率的影响  29
    2.1.10 病原菌在环境胁迫过程中的作用  29-30
    2.1.11 PdOs2基因对氟咯菌腈和异菌脲敏感性的影响研究  30
    2.1.12 致病性比较  30-31
  2.2 结果与分析  31-43
    2.2.1 PdOs2基因的克隆和序列分析  31-34
    2.2.2 PdOs2基因敲除和回补载体的构建  34-35
    2.2.3 PdOs2基因敲除及过表达突变体的筛选及验证  35-37
    2.2.4 PdOs2基因参与生长和孢子形成过程  37-40
    2.2.5 PdOs2基因参与渗透压调节过程  40
    2.2.6 PdOs2基因参与杀菌剂氟咯菌腈和异菌脲的敏感性  40-43
    2.2.7 PdOs2基因在致病中的作用  43
  2.3 结果和讨论  43-46
第三章 双组份和Hog信号途径NikA、Ssk2、AtfA基因的克隆与缺失突变体构建  46-65
  3.1 材料和方法  46-53
    3.1.1 菌株及其培养  47
    3.1.2 分子生物学方法及质粒载体  47
    3.1.3 PdNikA、PdSsk2、PdAtfA基因的克隆  47-48
    3.1.4 PdNikA基因的突变体构建和农杆菌转化  48-50
    3.1.5 PdSsk2基因的缺失载体构建和突变体获得  50-52
    3.1.6 PdAtfA基因的载体构建和突变体获得  52-53
  3.2 结果与分析  53-62
    3.2.1 PdNikA基因的克隆、序列分析  54-55
    3.2.2 PdNikA基因敲除及过表达突变体的筛选及验证  55-56
    3.2.3 PdSsk2基因的克隆、序列分析和突变体获得  56-59
    3.2.4 PdAtfA基因的克隆、序列分析和突变体获得  59-62
  3.3 结果和讨论  62-65
参考文献  65-68

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中图分类: > 农业科学 > 植物保护 > 病虫害及其防治 > 园艺作物病虫害及其防治 > 果树病虫害 > 柑桔类病虫害
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