番茄类受体激酶SlDALR1在防御细菌性斑点病中的功能研究
随着我国近年来农业产业结构调整和种植技术的提高，设施蔬菜种植产业蓬勃发展，设施栽培面积不断扩大。然而，设施栽培往往面临着多种病虫害的威胁，其中丁香假单胞菌番茄变种（Pseudomonas syringae pv.tomato DC3000）引起的细菌性斑点病在全国多省市均有发生，造成的损失严重可达50%以上。当前生产上，病害防治高度依赖化学杀菌剂，这给食品安全和生态环境造成严重的隐患。因此，迫切需要深入研究植物天然免疫的分子机理。 富亮氨酸重复类受体蛋白激酶（Leucine rich-repeat receptor-like kinase,LRR-RLK）是植物中已知最大的一类跨膜类受体激酶（Receptor-like kinase,RLK），研究显示，其可以作为模式识别受体（Pattern recognition receptor,PRR）感知病原菌侵染并激发植物的天然免疫反应，本文以番茄作为研究对象，研究富亮氨酸重复类受体蛋白激酶SlDALR1（Defence-associated LRR-RLK1）在参与番茄防御细菌性斑点病过程中的作用及机制，所得研究成果如下： 1.研究了番茄LRR-RLK IV家族成员对Pst DC3000侵染的响应，且对其中的SlDALR1保守区的氨基酸序列进行了系统发育分析。本章首先通过对番茄接种Pst DC3000后，进行荧光定量PCR（Quantitative real-time PCR，qRT-PCR）分析LRR-RLK IV家族成员表达情况，同时结合病原菌相关分子模式（Pathogen-associated molecular pattern，PAMP）处理番茄子叶及已有的转录组测序数据，其结果与Pst DC3000接种处理的结果一致，LRR-RLK IV家族成员SlDALR1的相对表达量上升倍数最大。通过亚细胞定位实验，SlDALR1-GFP可与膜定位的FLS2-mCherry重合，表明SlDALR1定位于质膜上。而对胞外域的保守区氨基酸序列进行系统发育分析后，发现了SlDALR1在不同物种中高度保守，其所感知的配体很可能是某种未知的成分。 2.在上一章发现番茄SlDALR1受Pst DC3000侵染显著上调，猜想其可能参与调控番茄对Pst DC3000的防御进程，且在其中发挥重要作用。故本章将其作为研究对象，采用病毒诱导的基因沉默技术（Virus-induced gene silence，VIGS）探究了SlDALR1在番茄防御Pst DC3000中的作用。结果表明SlDALR1基因沉默植株与对照植株相比发病程度明显严重、菌落数目增多，且光系统II实际光化学效率（ΦPSⅡ）和台盼蓝染色结果也与CFU的结果一致，即SlDALR1基因沉默植株对Pst DC3000的抗性减弱。此外，本章对ROS爆发、MAPK激活与免疫相关激素含量这三个PTI（PAMP-triggered immunity）免疫信号进行测定，结果发现沉默植株的免疫响应弱于对照植株。综上结果，即SlDALR1正调控番茄对Pst DC3000的抗性。 3.酵母双杂交筛选与SlDALR1互作的蛋白。前面的研究已经初步明确了SlDALR1参与了番茄防御Pst DC3000的过程，然而具体的防御机制仍不清楚。本章利用酵母双杂交技术，以SlDALR1为诱饵筛选番茄叶片的cDNA文库，将阳性克隆进行蓝白斑鉴定及测序，利用SGN和NCBI网站进行初步分析，对获得的候选蛋白进行GO注释。同时通过酵母一对一回复性杂交，初步选择了SlSERK3A、SlBSK1作为候选基因。BiFC与VIGS实验证实SlSERK3A与SlDALR1的互作且SlSERK3A在植株对Pst DC3000的抗性中具有正调控作用，因此初步确定这一基因参与番茄SlDALR1介导的对Pst DC3000的防御过程。
番茄;细菌性斑点病;富亮氨酸重复序列类受体蛋白激酶;基因沉默
浙江大学
硕士
园艺学
师恺
2020
中文
S436.412.1
2020-12-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）