小麦条锈菌在侵染小麦过程中吸收糖的分子机制研究

发布时间：2023-11-16 20:22

　　由小麦条锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici)引起的小麦条锈病是小麦生产上最重要的真菌病害之一。利用小麦品种抗病性防治麦类锈病是生产上最为经济而有效的重要措施。然而,由于小麦条锈菌毒性变异频繁,新的毒性小种不断出现,往往会导致小麦品种抗病性失效。因此对小麦条锈菌与小麦互作机理方面需要开展更广泛深入的研究,提出新的抗病策略。以往的大量研究都主要针对小麦条锈菌侵染进程及致病相关基因的克隆等方面。然而小麦条锈菌作为一种严格的活体营养专性寄生真菌,完全依赖于从寄主活体组织中吸收营养物质以保证自身正常生长发育过程。但是对于小麦条锈菌从寄主吸收的主要营养物质的种类及对应转运机制仍不明确。糖类物质可以作为碳源,为异养微生物的生长发育提供物质基础。因此本研究主要着眼于小麦条锈菌糖类物质吸收机制的研究。本研究首次揭示了小麦条锈菌的糖吸收过程及其分子机制,为进一步提出防控小麦条锈病的新策略提出了理论依据,同时对于小麦条锈病的可持续控制也具有重要的理论指导意义。本研究的主要内容和结果如下:1.为了明确小麦条锈菌从小麦中所吸收的主要糖类物质,本研究首先对被小麦条锈菌所侵染的...

【文章页数】：125 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 文献综述
    1.1 小麦条锈病
        1.1.1 小麦条锈病的危害
        1.1.2 小麦条锈菌的研究现状
    1.2 病原真菌与植物互作过程中糖吸收机制的研究
        1.2.1 吸器
        1.2.2 糖转运
    1.3 蔗糖酶在植物与病原物互作体系中的作用
        1.3.1 植物蔗糖酶的研究进展
        1.3.2 微生物蔗糖酶的研究进展
    1.4 寄主诱导的基因沉默技术
        1.4.1 寄主诱导的基因沉默技术的机制
        1.4.2 寄主诱导的基因沉默技术的应用
    1.5 本研究的目的意义与技术路线
        1.5.1 目的意义
        1.5.2 技术路线
第二章 小麦条锈菌侵染对小麦叶片可溶性糖含量与光合作用的影响
    2.1 引言
    2.2 试验材料、试剂和仪器
        2.2.1 试验材料
        2.2.2 试剂及仪器
    2.3 试验方法
        2.3.1 样品采集
        2.3.2 可溶性糖的提取及浓缩
        2.3.3 高效液相色谱分析
        2.3.4 光合速率的测定
        2.3.5 RNA的提取
        2.3.6 cDNA的合成
        2.3.7 实时荧光定量PCR检测基因表达量
    2.4 实验结果
        2.4.1 被小麦条锈菌侵染的小麦叶片中蔗糖含量变化明显
        2.4.2 在小麦条锈菌与小麦亲和与非亲和互作中蔗糖含量变化趋势
        2.4.3 离体小麦叶片中蔗糖含量变化的测定
        2.4.4 小麦条锈菌侵染会促进被侵染叶片光合速率升高
        2.4.5 光合作用相关基因表达量的测定
    2.5 讨论
第三章 小麦条锈菌蔗糖酶在小麦条锈菌糖吸收过程中的作用
    3.1 引言
    3.2 材料、试剂和仪器
        3.2.1 试验材料
        3.2.2 试剂及仪器
    3.3 实验方法
        3.3.1 样品采集
        3.3.2 小麦条锈菌RNA提取
        3.3.3 cDNA的合成
        3.3.4 序列分析与比对
        3.3.5 信号肽功能验证
        3.3.6 基因表达量实时荧光定量PCR分析
        3.3.7 酵母突变体互补试验
        3.3.8 小麦条锈菌蔗糖酶的真核表达
        3.3.9 小麦条锈菌蔗糖酶的酶学特性分析
        3.3.10 小麦条锈菌蔗糖酶结构域功能分析
        3.3.11 小麦条锈菌蔗糖酶基因的沉默
    3.4 实验结果
        3.4.1 PsINV基因的克隆与序列分析
        3.4.2 PsINV蛋白中信号肽功能的分析与验证
        3.4.3 PsINV基因在小麦条锈菌与小麦互作过程中表达量分析
        3.4.4 PsINV基因酵母突变体互补
        3.4.5 PsINV基因的真核表达
        3.4.6 PsINV蛋白的酶学特性
        3.4.7 PsINV基因中不同结构域的功能分析
        3.4.8 沉默PsINV基因对小麦条锈菌侵染小麦叶片最终表型的影响
        3.4.9 沉默PsINV基因对小麦条锈菌在侵染小麦过程中生长发育情况的影响
    3.5 讨论
第四章 小麦条锈菌己糖转运蛋白在小麦条锈菌糖吸收过程中的作用
    4.1 引言
    4.2 材料、试剂和仪器
        4.2.1 试验材料
        4.2.2 试剂及仪器
    4.3 实验方法
        4.3.1 样品采集
        4.3.2 小麦条锈菌RNA提取及cDNA合成
        4.3.3 序列分析与比对
        4.3.4 基因表达量实时荧光定量PCR分析
        4.3.5 蛋白亚细胞定位分析
        4.3.6 酵母突变体互补试验
        4.3.7 PsHXT转运底物筛选
        4.3.8 小麦条锈菌PsHXT基因的沉默
    4.4 实验结果
        4.4.1 PsHXT基因的克隆与序列分析
        4.4.2 PsHXT基因在小麦条锈菌与小麦互作过程中的表达量分析
        4.4.3 PsHXT蛋白的亚细胞定位
        4.4.4 PsHXT基因酵母突变体互补
        4.4.5 沉默PsHXT基因对小麦条锈菌侵染小麦叶片过程的影响
    4.5 讨论
第五章 全文结论与展望
参考文献
附录
缩略词
致谢
作者简介



本文编号：3864513