拟南芥AtBT4基因在抵抗灰葡萄孢和Pst DC3000侵染中的功能及其机制
本实验室前期明确了AtBT4基因参与拟南芥抗灰霉病的侵染过程。但是，AtBT4基因在拟南芥抵抗灰葡萄孢和Pst DC3000侵染中的具体功能及其机制尚未明确。基于此，本研究利用Real-time PCR技术，对AtBT4基因在拟南芥不同发育时期、不同组织部位的表达规律以及生物、非生物胁迫对AtBT4基因表达的影响进行检测来探讨该基因在拟南芥抵抗生物、非生物胁迫过程中的功能;通过检测AtBT4基因的T-DNA插入突变体bt4和bt4-1、回复突变体CE和超表达突变体OE对灰葡萄孢和Pst DC3000的抗病性，明确AtBT4基因在拟南芥在抵抗灰葡萄孢和Pst DC3000侵染中的功能;利用Real-time PCR技术，检测AtBT4基因突变体接种灰葡萄孢和Pst DC3000后SA、JA/ET信号途径关键基因ICS1、NPR1、JAR1、PDF1.2的表达情况，分析AtBT4基因在拟南芥抵抗灰葡萄孢和Pst DC3000过程中的机制;通过生物信息学预测结合Real-time PCR技术，对AtBT4蛋白调控的下游靶基因进行分析，获得了可能受其调控的候选靶基因。研究结果为进一步阐明AtBT4基因调控拟南芥抵抗灰葡萄孢和Pst DC3000的分子机制奠定了良好的基础，主要结果如下: 1.利用Real-time PCR技术，通过检测AtBT4基因的表达规律以及生物、非生物胁迫对AtBT4基因表达的影响发现，AtBT4基因在拟南芥不同发育时期和不同组织部位均有表达，其中在叶片中表达水平较高;接种灰葡萄孢、Pst DC3000以及进行非生物胁迫和激素处理时也均能不同程度的诱导AtBT4基因的表达，表明AtBT4基因可以响应生物、非生物胁迫以及激素的刺激。 2.将灰葡萄孢分别接种到拟南芥野生型Col-0、AtBT4基因的T-DNA插入突变体bt4和bt4-1、AtBT4基因的回复突变体CE和超表达突变体OE时发现突变体bt4、bt4-1出现明显的感病症状，而野生型、回复突变体和超表达突变体基本正常;bt4、bt4-1突变体中BcA CTIN基因表达水平明显高于野生型、回复突变体和超表达突变体，但叶绿素的含量明显低于野生型、回复突变体和超表达突变体;bt4、bt4-1突变体的接种叶片上出现大面积的坏死细胞和活性氧，而野生型、回复突变体和超表达突变体的接种叶片上没有明显的细胞坏死和活性氧产生。表明AtBT4基因正调控拟南芥对灰葡萄孢的抗性。 3.通过检测拟南芥野生型Col-0型、AtBT4基因的突变体（bt4、bt4-1、CE和OE）对Pst DC3-000的敏感性发现，bt4和bt4-1突变体较野生型、回复突变体和超表达突变体发病严重;bt4、bt4-1突变体中病菌的cfu值明显高于野生型、回复突变体和超表达突变体;但胼胝体含量明显低于野生型、回复突变体和超表达突变体。表明AtBT4正调控拟南芥对Pst DC3000的抗性。 4.利用Real-time PCR技术，检测AtBT4基因突变体接种灰葡萄孢后SA、JA/ET信号途径关键基因ICS1、NPR1、JAR1、PDF1.2的表达情况。发现接种灰葡萄孢后在各突变体中ICS1、NPR1、JAR1、PDF1.2基因的表达水平均受到不同程度的诱导表达，在bt4和bt4-1突变体中各基因的表达水平显著低于野生型、回复突变体和超表达突变体。推测AtBT4基因通过正调控ICS1、NPR1、JAR1、PDF1.2的表达影响拟南芥对灰葡萄孢的抗性。 5.利用Real-time PCR技术，检测AtBT4基因突变体接种Pst DC3000后SA、JA/ET信号途径关键基因ICS1、NPR1、JAR1、PDF1.2的表达情况。发现接种Pst DC3000后在各突变体中ICS1、NPR1、JAR1、PDF1.2基因均受到不同程度的诱导表达，在bt4和bt4-1突变体中各基因的表达水平显著低于野生型、回复突变体和超表达突变体。推测AtBT4基因通过正调控ICS1、NPR1、JAR1、PDF1.2的表达影响拟南芥对Pst DC3000的抗性。 6.利用PlantTFDB数据库，预测AtBT4调控的下游靶基因，获得了8个候选靶基因:EULS3、SYNC2、AHBH、CYSC1、CDC25、SYNC1、AHB1和BZR2。利用Real-time PCR技术，检测AtBT4基因突变体中候选靶基因的表达情况，发现bt4、bt4-1突变体中，CYSC1、AHB2、CDC25基因的表达水平显著高于野生型、回复突变体和超表达突变体，而SYNC2基因的表达水平显著低于野生型、回复突变体和超表达突变体，推测AtBT4负调控CYSC1、AHB2、CDC25基因的表达，正调控SYNC2基因的表达。
植物学;灰葡萄孢;Pst DC3000病原菌;侵染过程;AtBT4基因;抗病性
河北农业大学
硕士
植物学
董金皋;邢继红
2017
中文
S432.1
59
2018-05-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）