转Gbve1基因拟南芥对黄萎菌的抗性和机制研究

【摘要】棉花黄萎病是全世界棉花生产上危害最重要的病害之一,目前尚无有效的药剂防治措施,被称为棉花的“癌症”。目前该病害防控最为有效的方法是抗病育种,然而目前生产上最为多用的陆地棉还缺乏有效的抗病材料,制约了抗病育种的应用。通过定位和克隆抗病基因,研究它们对黄萎病的抗性及其抗性机制对防治黄萎病至关重要。最近,我们从海岛棉“Hai7124″中克隆了番茄抗黄萎病Ve同源的类受体蛋白基因Gbve1,并通过基因沉默技术和转基因技术证明了Gbve1基因对落叶型和非落叶型的棉花黄萎菌都具有一定抗性；将该基因转化到拟南芥(Arabidopsis)后,发现拟南芥对黄萎病的抗性有了明显增强,表明Gbve1在物种间具有一定的保守性。为了进一步研究Gbve1的抗性机制,本课题筛选了转基因阳性克隆,转Gbve1基因拟南芥和对照植株Co1-0移栽到培养介质中后,通过棉花黄萎菌分生孢子悬浮液灌根法接种,并对其进行发病统计,发现由于Gbve1基因的表达,拟南芥对棉花黄萎菌表现抗性增强,而且,对落叶型V991菌株的抗性差异明显大于非落叶型菌株BP2。随后,我们对转Gbve1基因拟南芥进行了比较详尽的细胞学机制研究。在根部抗性测定中,采用孢子悬浮液蘸根接种法,并对接种后的样品进行染色,发现接种24h后,转基因拟南芥根部胼胝质积累增多,而对照植株中没有明显积累。接种48h,转基因拟南芥中有细胞死亡,对照植株中没有明显细胞死亡,大量侵染菌丝聚集。我们采用离体叶片叶背接种法接种两种拟南芥,发现接种24h,转基因植株叶片中胼胝质沉积明显显著多于对照植株Col-0；采用H202测试盒对接种各个时间段H202含量进行测定,发现48h,转基因拟南芥过氧化氢含量迅速上升,达到一个峰值,经过DAB染色,此时间段转基因拟南芥出现深褐色斑,而对照植株只是浅棕色班,说明此时,转基因拟南芥中过氧化氢含量多于对照植株。细胞程序性死亡是抗病反应的典型表现,通过对48h和72h的接种样品进行台盼蓝染色,发现48h细胞坏死不明显,而在72h,二者着色情况差异明显,转基因拟南芥叶片被染成很深的蓝色,随即对其进行显微观察,发现转基因植物出现细胞坏死,对照植株有大量侵染菌丝出现。本研究分析了转基因拟南芥的一系列基础防卫反应,初步揭示了棉花Gbve1基因可以通过增强拟南芥的胼胝质沉积、过氧化氢积累及细胞死亡等途径,提高对棉花黄萎菌的抗性。为了更加深入认识Gbve1的作用机制,我们对转基因拟南芥进行了表达谱测序及分析。研究发现,Gbve1基因的转入及表达会引起拟南芥多个基因的表达差异性变化,其中1204个基因上调,543个基因下调。推测Gbve1基因进入植物机体内部以后,参与相关基因表达的调控,当有病菌侵入时,转基因植物会迅速识别,从而启动防卫反应。这一研究结果为Gbve1的抗病机制研究提供了新的思路。
【作者】李红娟；
【导师】窦道龙；
【作者基本信息】南京农业大学，植物病理学，2013，硕士
【关键词】棉花黄萎病；拟南芥；Gbve1基因；RNA-seq技术；抗性机制；

【参考文献】
[1]贺元辉.室温改性环氧树脂胶黏剂控水材料的制备及应用性能研究[D].吉林大学,应用化学,2013,硕士.
[2]李忠晔.数字式分罗经的研制[D].大连海事大学,控制工程,2012,硕士.
[3]邴焕帅.含风电场的电力系统发电机组检修计划优化问题研究[D].华中科技大学,电力系统及其自动化,2013,硕士.
[4]孔令君.实时中间件优先级调度机制的研究[D].河海大学,计算机应用技术,2004,硕士.
[5]陈亮.威克菲尔德“系统殖民论”考察[D].中国社会科学院研究生院,世界史,2003,硕士.
[6]刘晗.预期收入不确定性对农村居民消费结构影响研究[D].西南大学,农业经济管理,2014,硕士.
[7]刘文彬.模糊综合评价系统研究与实现[D].河北工业大学,2003.
[8]李慧通,赵阳.多因素分离过程蒙特卡洛仿真平台设计[J].系统工程与电子技术.
[9]呼建勇.文化认知对跨文化交际的影响[D].山东大学,汉语国际教育（专业学位）,2012,硕士.
[10]张竹香.不同干预方式对幼儿积木搭建技能应用水平的影响研究[D].西南大学,学前教育学,2013,硕士.
[11]朱文君.水性丙烯酸树脂及其无皂核壳乳液作涂层的研究[D].华中师范大学,化学工程,2014,硕士.
[12]李一全.三峡地区史前生业与居住[D].南京师范大学,专门史,2014,博士.
[13]胡雨浩.津秦客专路基过渡段CFG桩筏复合地基沉降及应力特性研究[D].北京交通大学,交通运输工程（专业学位）,2013,硕士.
[14]杨帅军.均质竖直边坡受力的三维无网格伽辽金法分析[D].重庆大学,土木工程,2014,硕士.
[15]蒋林珊.缆索对连续刚构桥悬臂施工阶段地震响应的影响分析[D].长安大学,桥梁与隧道工程,2014,硕士.
[16]邱文彪.圆板屈曲问题中的哈密顿体系方法[D].大连理工大学,2014.
[17]张袅娜,冯勇,王冬梅,于兰.柔性机械手的鲁棒控制器设计[J].控制与决策,2006,07:750-754.
[18]章云,杨宜民,毛宗源,周其节,徐建闽.一种广义模糊神经网络的参数解耦学习算法[J].控制与决策,1997,05:622-624.
[19]邹皖峰.多层地下交通枢纽设备监控系统的仿真研究[D].北京建筑大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[20]柏桦.课堂教学对于英语中具有石化趋势的语法项目的作用研究[D].西北师范大学,英语语言文学,2003,硕士.
[21]吴昊.基于传播视角的网络广告效果影响因素研究[D].中北大学,技术经济及管理,2013,硕士.
[22]王健.企业两化融合与竞争力的关联关系研究[D].北京交通大学,2014.
[23]马艳.《国语》正文训诂研究[D].渤海大学,汉语言文字学,2013,硕士.
[24]玛丽娅（Maria）.沼气产业化应用现状与寒地工程化应用模式发展策略研究[D].哈尔滨工业大学,环境科学与工程,2014,硕士.
[25]徐民.珠江河口整治思路的初步探讨[J].水利规划与设计.2004(S2)
[26]孙琳琳.加味真武汤对慢性心力衰竭心功能的影响[D].黑龙江中医药大学,中西医结合临床（专业学位）,2014,硕士.
[27]周子源.农村土地承包权转包若干实务问题研究[D].内蒙古大学,法律,2013,硕士.
[28]程光辉.ARD算法收敛性分析(英文)[J].自动化学报,2014,05:980-982.
[29]陈火红,钱纯.计算机上的实验室——适于锻造加工工艺过程仿真的CAE软件[J].机电信息.2001(Z1)
[30]徐方.大连市义务教育均衡发展状况评估[D].大连理工大学,公共管理（专业学位）,2013,硕士.
[31]瞿晶晶.利用mtDNA D-Loop序列多态性探讨长江上游地区家猪的起源[D].四川农业大学,动物遗传育种与繁殖,2012,硕士.
[32]何娜.撒落型散粒体斜坡变形破坏机制试验研究[D].成都理工大学,地质工程,2013,硕士.
[33]王莅.西北民族聚居区高校本科应用型人才培养的实践研究[D].兰州大学,高等教育学,2013,硕士.
[34]宋文超.现实苦难的艺术化表达[D].广西师范大学,美学,2013,硕士.
[35]徐茸茸.新疆农业产业化龙头企业知识竞争力研究[D].新疆财经大学,企业管理,2013,硕士.
[36]王美月.论民事诉讼答辩失权制度[D].河北大学,法律（专业学位）,2014,硕士.
[37]杨文锐.深圳华侨城集团品牌组合战略实施案例分析[D].兰州大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[38]方春芝.沈舒文教授治疗30例食管癌的个体化辨证论治经验研究与疗效分析[D].陕西中医学院,中医内科学（专业学位）,2013,硕士.
[39]吕飞.小型化多功能测试系统设计[D].西安电子科技大学,电子与通信,2011,硕士.
[40]李兵.无人机影像数据快速配准和自动拼接系统的设计与实现[D].中国地质大学（北京）,摄影测量与遥感,2014,硕士.
[41]万垚.在格理论框架下试论例外受格[D].四川外国语大学,英语语言文学,2013,硕士.
[42]姜晓冰.企业间知识转移对企业创新绩效的影响研究[D].宁波大学,企业管理,2014,硕士.
[43]王丽萍.万福生科财务造假案例分析研究[D].山东财经大学,会计（专业学位）,2014,硕士.
[44]胡湛.论政府信息公开制度中的个人隐私[D].中国政法大学,比较法学,2014,硕士.
[45]刘茂伟.抗战大后方民营工业变迁研究[D].西南大学,专门史,2014,硕士.
[46]刘倩.城市轨道交通客流诱导系统的研究与实现[D].北京交通大学,2009.
[47]梁科.多轴电液运动控制器设计与研究[D].河南科技大学,机械电子工程,2013,硕士.
[48]蒙晓平.线粒体COX1与12SrRNA及16SrRNA基因复合扩增种属鉴定研究[D].山西医科大学,法医学,2013,硕士.
[49]薛振华.图像局部不变性特征提取与匹配[D].天津大学,计算数学,2013,硕士.
[50]朱静.铝合金微弧氧化陶瓷层生长过程及耐磨性能的研究[D].西安理工大学,材料学,2004,硕士.