三种激发子诱导的过敏性细胞死亡调控基因的筛选、克隆及功能研究

【摘要】为了抵抗病原菌的侵染,植物进化出一套可以抑制病原菌扩展的防卫机制,使之能识别特定的病原菌,并作出及时、有效的防卫反应。植物具有两种层面的先天免疫系统：第一种是基于细胞表面的模式识别受体对病原物相关分子模式的识别,即病程相关分子模式(Pathogen-associatedmolecularpatterns,PAMP),这种模式诱导的防卫反应称为PTI；第二种是植物细胞内的R蛋白通过对病原菌释放在寄主细胞内的效应分子的识别而触发的免疫防卫反应,称为效应分子触发的免疫反应(Effector-triggeredimmunity,ETI)。PAMPs是一类比较保守的微生物物质,可以启动植物体级联信号途径,最终诱发植物的抗病性。本研究采用病毒诱导基因沉默技术(Virus-inducedgenesilencing,VIGS)从本氏烟(Nicotianabenthamiana)cDNA文库中筛选、克隆了参与三种激发子(Nep1、harpin和INF1)诱导的过敏性细胞死亡(Hypersensitivecelldeath,HCD)的基因,并对其中一个参与调控harpin诱导的过敏性细胞死亡的基因NbMADsl进行机制研究。本研究利用PVX病毒表达载体构建了本氏烟cDNA文库,通过农杆菌Gv3101接种沉默烟草,从2500颗烟草中筛选到16个参与不同激发子诱导的过敏性细胞死亡的基因和3个沉默后影响烟草生长的基因,通过在网站上比对,其中12个与已知基因有较高的同源性。其中编号为Nb2-37的基因编码烟草中的MADs-box蛋白,我们从本氏烟中克隆了该基因的全长cDNA命名为NbMADsl,该基因的沉默可以减弱harpin诱导的HR;Nb34-22和Nb34-3两个克隆分别编码依赖于ATP的蛋白酶和UDP-D-木糖合酶,两者沉默后均能使烟草矮化；克隆Nb16-5编码ADP-核糖基化因子,该基因沉默后本氏烟死亡。上述结果表明,利用烟草cDNA文库并采用VIGS技术沉默烟草并注射激发子,可筛选并克隆参与不同激发子诱导的过敏性细胞死亡的调控基因,并为揭示激发子诱导的植物防卫反应分子机制提供试验依据。从本氏烟cDNA文库中筛选到一个调控激发子诱导的过敏性细胞死亡的基因NbMADS1,通过Nep1、harpin和INF1的注射发现该基因沉默能减弱harpin诱导的HCD,但不影响Nep1和INF1诱导的HCD。NbMADsl基因沉默削弱了激发子harpin诱发的H202积累,抑制了harpin诱导的气孔关闭和保卫细胞中NO的积累,但是对激发子Nep1和INF1诱导的HR、AOS、NO及气孔关闭均没有影响,这表明不同激发子诱导气孔关闭、NO和H202积累的机制存在差异。大量研究表明,MADs-box基因家族参与了植物花器官的分化和下游基因的调控,但至今没有关于该基因家族是否参与植物防卫反应的报道。因此本研究对于探究harpin诱导的HR分子机制和MADs-box基因家族是否参与植物防卫反应具有重要意义。研究表明NbMADsl基因沉默削弱了激发子harpin诱发的H202积累,抑制了harpin诱导的气孔关闭和保卫细胞中NO的积累,但是对激发子Nep1和INF1诱导的HR、AOS和NO积累、气孔关闭均没有影响,通过外源添加H202可以诱导NbMADs1-沉默植株的气孔关闭和保卫细胞内NO的积累,并且外源添加NO提供剂SNP可以诱发NbMADs1沉默植株保卫细胞内H202的积累和气孔关闭。大量研究表明,在本氏烟中,MADs-box基因通过NbMADs1-H2O2-NO参与了harpin诱导的气孔关闭和防卫反应。
【作者】滕文君；
【导师】张正光；
【作者基本信息】南京农业大学，植物病理学，2013，硕士
【关键词】激发子；病毒诱导基因沉默；过敏性细胞死亡；MADs-box；植物防卫反应；

【参考文献】
[1]罗志虹,赵玉振,郭珺,罗鲲.正极材料与催化剂对锂空气电池性能的影响及相关研究进展[J].材料导报,2015,07:20-26+58.
[2]HudaYasirKhaleel.Evaluation of Calcium Hydroxide Removal by Sonic and Ultrasonic Techniques from Single Rooted Teeth and C Shaped Canals[D].华中科技大学,ConservativeDentistry/Endodontics,2013,硕士.
[3]姚岳绒.立法过程中公众参与问题研究[D].华东政法学院,宪法学与行政法学,2003,硕士.
[4]彭笑怒.抑制聚二磷酸腺苷核糖聚合酶1减轻尼古丁诱导的人支气管上皮细胞炎症反应的研究[D].山东大学,外科学,2013,硕士.
[5]齐芸馨.30CrNi钢中氮化物的扫描Auger探针分析[J].金属学报.1990(02)
[6]韩智臣.吸力锚的有限元数值分析[D].大连理工大学,港口、海岸及近海工程,2013,硕士.
[7]赵淑敏.山东地区慢性鼻—鼻窦炎患者诊疗认识度的问卷调查[D].山东大学,耳鼻喉科,2013,硕士.
[8]刘朝虎.连锁超市库存管理系统的设计与实现[D].厦门大学,软件工程,2014,硕士.
[9]孙锋,潘蓉,张顶立.某海底隧道风化槽突水机制细观模拟及工程应用[J].公路,2015,02:225-229.
[10]王凤艳.安全保障义务研究[D].中国社会科学院研究生院,民法（专业学位）,2014,硕士.
[11]司洪生.论森林的所有权与经营权问题[J].农村经济与社会.1993(02)
[12]金星.鬼箭羽的化学成分研究[D].黑龙江中医药大学,中药学,2004,硕士.
[13]郑晓伟.母语思维对非英语专业学生在不同体裁英语阅读中的影响研究[D].西北师范大学,课程与教学论,2013,硕士.
[14]贾蓓.我国通货膨胀与经济增长之间预警点的测算[D].河北大学,应用统计,2014,硕士.
[15]刘强.湘西烟区特色绿肥品种筛选及配套技术研究[D].湖南农业大学,作物遗传育种,2012,硕士.
[16]凌琳.不同频率重复经颅磁刺激对脑梗死患者运动功能影响的研究[D].南方医科大学,康复医学与理疗学,2012,硕士.
[17]丁彦.论家庭暴力犯罪[D].湖南师范大学,法学理论,2004,硕士.
[18]刘笑音.物联网企业成长性研究[D].华侨大学,企业管理,2014,硕士.
[19]王洪翠.非平衡周期二元序列k错线性复杂度分布研究[D].杭州电子科技大学,信号与信息处理,2014,硕士.
[20]张伟.多功能太阳能电源系统研究与设计[D].安徽大学,信号与信息处理,2014,硕士.
[21]孟宪柱.光响应性偶氮苯的设计合成及识别性能研究[D].西南大学,有机化学,2013,硕士.
[22]郝天佑.光导纤维应用与光纤传感技术(三)[J].冶金自动化,1987,01:46-50.
[23]李萍,于春瑶,刘斌,刘扬,王哲,刘白鹭,张极峰,赵雁鸣.256排螺旋CT迭代算法诊断肺结节的最优水平[J].中华实用诊断与治疗杂志,2015,01:87-89.
[24]王宇.中职计算机专业基础英语分层教学实验研究[D].辽宁师范大学,学科教学（专业学位）,2012,硕士.
[25]朱林,段献忠.基于过程总线的母线保护通信体系结构[J].电力系统自动化,2008,21:8-13.
[26]阮耀祥.大鼠不同脏器微动脉对收缩剂反应的比较性研究[D].山西医科大学,药理学,2013,硕士.
[27]曾东薇.学习分析技术在网络学习中的应用研究[D].华中师范大学,教育技术学,2014,硕士.
[28]徐准.不同程度颈椎骨折错位的大鼠原发性脊髓损伤的实验研究[D].南方医科大学,骨外科学,2012,硕士.
[29]顾娟.审计职业声誉对会计行为的影响及提升对策[D].河北大学,会计学,2014,硕士.
[30]姜坤.太湖水环境约束下的宜兴市土地利用分区研究[D].南京农业大学,土地资源管理,2012,硕士.
[31]王慧.父母教养方式、班主任风格与10~11岁儿童问题行为的关系[D].华中师范大学,心理健康教育,2014,硕士.
[32]陈佩.基于心理契约的中科软件公司员工关系管理研究[D].浙江工业大学,2011.
[33]文波.滑移装载机车架焊接工艺研究[D].吉林大学,工业工程,2013,硕士.
[34]刘兵,李勇,奚江惠,徐友平.3/2接线变电站拉停断路器短路电流限制措施分析[J].电力系统自动化,2014,12:131-135.
[35]李伟.高校运动会团体操发展现状的研究[D].首都体育学院,体育教学,2013,硕士.
[36]雷慧.关于中美大学生的集体主义及个人主义价值观的跨文化研究[D].首都师范大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[37]李伟哲.基于改进目标阻抗的电源分配网络设计[D].西安电子科技大学,电路与系统,2012,硕士.
[38]吴蒙.临沂综合保税区虚拟无水港与海港的合作研究[D].大连海事大学,物流工程,2014,硕士.
[39]孟祥意.我国政府社会管理职能改革与机构调整[D].首都经济贸易大学,行政管理,2014,硕士.
[40]陈炳地,彭成信,崔征.高性能锂离子电池负极材料CoO/石墨烯纳米复合结构的超声法制备(英文)[J].TransactionsofNonferrousMetalsSocietyofChina,2012,10:2517-2522.
[41]李洪.长江上游典型码头集装箱装卸工艺比较研究[D].重庆交通大学,管理科学与工程,2012,硕士.
[42]谢秋.我国离异家庭未成年子女权益保障研究[D].贵州民族大学,民商法学,2012,硕士.
[43]张秀林.基于遗传算法的机械臂时间最优轨迹规划[D].兰州理工大学,机械制造及其自动化,2014,硕士.
[44]孙立军.歧口凹陷扣村油田二叠系、第三系储层研究[D].西北大学,矿物学、岩石学、矿床学,2012,硕士.
[45]杨锋.基于概率模糊认知图的分布式协同入侵检测方法研究[D].广西大学,2005.
[46]刘慧,许晓鸣,张钟俊.小脑模型神经网络改进算法的研究[J].自动化学报,1997,04:52-58.
[47]张璐岩.TD-LTE终端综测仪非信令校准及自环检测测量项设计与实现[D].北京邮电大学,电子与通信工程（专业学位）,2013,硕士.
[48]刘学新.液压系统密封失效分析与模糊评价的研究[D].天津理工大学,机械工程,2013,硕士.
[49]余盼龙.多联产煤焦油的蒸馏和加氢研究[D].浙江大学,工程热物理,2013,硕士.
[50]李杨.蜚蠊雌性外生殖器和卵荚的比较形态学研究[D].西南大学,农业昆虫与害虫防治,2013,硕士.