书目详细信息
： 稻瘟菌效应蛋白MoSDT1在稻瘟菌形态发育和水稻防御响应中的作用分析
书目信息 机读格式(MARC)
| ISBN/价格： | CNY20.00 (估\呈缴)学位论文 |
|---|---|
| 作品语种： | chi |
| 出版国别： | CN 530000 |
| 题名责任者项： | 稻瘟菌效应蛋白MoSDT1在稻瘟菌形态发育和水稻防御响应中的作用分析/.陈红凤著/.杨静指导 |
| 出版发行项： | 2023.5.31 |
| 载体形态项： | 76页:;+图表:;+30cm |
| 一般附注： | 植物保护学院, 学号2020210289 |
| 提要文摘： | 病原菌效应蛋白在植物与病原菌互作过程中发挥重要作用，决定了互作的最终结果是致病还是防御。稻瘟菌C2H2型转录因子是一类效应蛋白，在稻瘟菌形态发育和致病性中起重要作用，但尚未见C2H2锌指结构的效应蛋白对水稻防御响应影响的报道。课题组前期发现一个具有信号肽和C2H2锌指结构的蛋白MoSDT1，构建并获得了MoSDT1过表达菌株和敲除菌株，本文以MoSDT1过表达菌株和敲除菌株为研究材料，开展MoSDT1过表达菌株和敲除菌株形态发育观察，明确MoSDT1对稻瘟菌形态发育的影响；过表达菌株和敲除菌株侵染进程观察及其侵染抗/感水稻中胼胝质、活性氧、过氧化物酶和木质素等防御化合物测定以及防御相关基因表达分析，明确MoSDT1对水稻防御响应的影响；在此基础上，RNA-seq分析MoSDT1过表达菌株和敲除菌株侵染抗病水稻中差异表达基因，关注重要通路及关键基因；ChIP-seq鉴定MoSDT1结合的基序和基因；RNA-seq和ChIP-seq联合分析，筛选MoSDT1靶标的水稻基因。主要研究结果如下： 1、MoSDT1对稻瘟菌形态发育的影响。与野生型菌株相比，过表达菌株MoSDT1 OE的菌落直径、分生孢子大小、产孢数和附着胞形成比例等形态发育明显大（多），而敲除菌株（ΔMosdt1-1和ΔMosdt1-2）的菌落直径、产孢数和附着胞形成比例则相反，且两个敲除菌株之间没有差异。过表达菌株MoSDT1 OE的分生孢子，分生孢子梗和菌丝中均观察到融合蛋白MoSDT1:mCherry，表明MoSDT1促进稻瘟菌产孢、附着胞形成比例、分生孢子大小和菌丝生长等形态发育。 2、MoSDT1对水稻防御响应的影响。水稻原生质体瞬时表达发现MoSDT1的信号肽定位于水稻内质网，MoSDT1定位于水稻内质网和细胞核。MoSDT1过表达菌株和敲除菌株（ΔMosdt1-1和ΔMosdt1-2）都能穿透水稻细胞，表明MoSDT1并未影响到附着胞穿透能力。与野生型菌株侵染抗/感水稻相比，MoSDT1 OE过表达菌株侵染抗/感水稻中胼胝质沉积、POD、ROS和木质素等抗菌化合物降低以及防御相关基因下调，而这些抗菌化合物和防御相关基因则在敲除菌株侵染抗/感水稻中则增加或上调。表明MoSDT1明显抑制了水稻防御响应。 3、MoSDT1对水稻基因转录的影响。以野生型菌株侵染抗病水稻作为背景，过表达菌株MoSDT1 OE侵染抗病水稻中鉴定到1160个差异表达基因，其中254个基因上调，906个基因下调，而在敲除菌株ΔMosdt1-2侵染抗病水稻中鉴定到3196个差异表达基因，1840个基因上调，下调基因1356个，表明MoSDT1对水稻基因转录有抑制作用。KEGG通路富集分析发现，MoSDT1?OE菌株侵染抗病水稻中鉴定到的差异表达基因富集到12条通路上，而ΔMosdt1-2菌株侵染抗病水稻中鉴定到的差异表达基因富集到52条通路上。角质和蜡质生物合成通路、植物激素信号转导、MAPK信号通路、淀粉和糖代谢通路、苯丙烷生物合成、光合成和谷胱甘肽代谢等通路是在水稻生长或防御中发挥重要作用的通路；这些重要通路上的水稻生长或防御相关基因在MoSDT1?OE菌株侵染抗病水稻中下调或未检测到，而在ΔMosdt1-2菌株侵染抗病水稻中上调。表明MoSDT1操控水稻防御相关和生长相关基因的转录。 4、ChIP-seq鉴定MoSDT1-DNA结合基序。ChIP-seq鉴定到3,215个结合峰位于启动子或编码序列（CDS）区域的基因，MoSDT1结合的基序有40种，其中包含核心序列为TGGGCC/T的基序，还包含G -box（CACGTG）、E-box（CANNTG）、WT-box（YGACTTTT, 核心序列为GACTTT）、PRE4（TACTGCGCTTAGT）等基序。 5、MoSDT1靶标的水稻差异表达基因。RNA-seq和ChIP-seq联合分析发现，MoSDT1靶标的水稻基因主要富集在植物-病原互作、丝裂原活化蛋白激酶通路、植物激素信号转导、光合作用、泛醌和其他萜类醌和淀粉和蔗糖代谢、类胡萝卜素生物合成、苯丙氨酸代谢等24条通路上。MoSDT1靶标的水稻基因OsPIL11、OsWRKY64、OsRbohB、OsNAAT6、OsSQD2.2、Os9BGlu31、Os9BGlu6、OsRBCS5、psbS1、OsDR8、OsCATA、OsGL1-11、OsHXK3、OsCIN1、RAmy1A、OsTPS1、OsGLN1等在水稻防御或生长中起作用。表明MoSDT1在水稻生长和防御中起调控作用。 综上，MoSDT1靶标的基因可作为候选基因用于基因工程改造提高水稻抗性或农艺性状。病原菌效应蛋白在植物与病原菌互作过程中发挥重要作用，决定了互作的最终结果是致病还是防御。稻瘟菌C2H2型转录因子是一类效应蛋白，在稻瘟菌形态发育和致病性中起重要作用，但尚未见C2H2锌指结构的效应蛋白对水稻防御响应影响的报道。课题组前期发现一个具有信号肽和C2H2锌指结构的蛋白MoSDT1，构建并获得了MoSDT1过表达菌株和敲除菌株，本文以MoSDT1过表达菌株和敲除菌株为研究材料，开展MoSDT1过表达菌株和敲除菌株形态发育观察，明确MoSDT1对稻瘟菌形态发育的影响；过表达菌株和敲除菌株侵染进程观察及其侵染抗/感水稻中胼胝质、活性氧、过氧化物酶和木质素等防御化合物测定以及防御相关基因表达分析，明确MoSDT1对水稻防御响应的影响；在此基础上，RNA-seq分析MoSDT1过表达菌株和敲除菌株侵染抗病水稻中差异表达基因，关注重要通路及关键基因；ChIP-seq鉴定MoSDT1结合的基序和基因；RNA-seq和ChIP-seq联合分析，筛选MoSDT1靶标的水稻基因。主要研究结果如下： 1、MoSDT1对稻瘟菌形态发育的影响。与野生型菌株相比，过表达菌株MoSDT1 OE的菌落直径、分生孢子大小、产孢数和附着胞形成比例等形态发育明显大（多），而敲除菌株（ΔMosdt1-1和ΔMosdt1-2）的菌落直径、产孢数和附着胞形成比例则相反，且两个敲除菌株之间没有差异。过表达菌株MoSDT1 OE的分生孢子，分生孢子梗和菌丝中均观察到融合蛋白MoSDT1:mCherry，表明MoSDT1促进稻瘟菌产孢、附着胞形成比例、分生孢子大小和菌丝生长等形态发育。 2、MoSDT1对水稻防御响应的影响。水稻原生质体瞬时表达发现MoSDT1的信号肽定位于水稻内质网，MoSDT1定位于水稻内质网和细胞核。MoSDT1过表达菌株和敲除菌株（ΔMosdt1-1和ΔMosdt1-2）都能穿透水稻细胞，表明MoSDT1并未影响到附着胞穿透能力。与野生型菌株侵染抗/感水稻相比，MoSDT1 OE过表达菌株侵染抗/感水稻中胼胝质沉积、POD、ROS和木质素等抗菌化合物降低以及防御相关基因下调，而这些抗菌化合物和防御相关基因则在敲除菌株侵染抗/感水稻中则增加或上调。表明MoSDT1明显抑制了水稻防御响应。 3、MoSDT1对水稻基因转录的影响。以野生型菌株侵染抗病水稻作为背景，过表达菌株MoSDT1 OE侵染抗病水稻中鉴定到1160个差异表达基因，其中254个基因上调，906个基因下调，而在敲除菌株ΔMosdt1-2侵染抗病水稻中鉴定到3196个差异表达基因，1840个基因上调，下调基因1356个，表明MoSDT1对水稻基因转录有抑制作用。KEGG通路富集分析发现，MoSDT1?OE菌株侵染抗病水稻中鉴定到的差异表达基因富集到12条通路上，而ΔMosdt1-2菌株侵染抗病水稻中鉴定到的差异表达基因富集到52条通路上。角质和蜡质生物合成通路、植物激素信号转导、MAPK信号通路、淀粉和糖代谢通路、苯丙烷生物合成、光合成和谷胱甘肽代谢等通路是在水稻生长或防御中发挥重要作用的通路；这些重要通路上的水稻生长或防御相关基因在MoSDT1?OE菌株侵染抗病水稻中下调或未检测到，而在ΔMosdt1-2菌株侵染抗病水稻中上调。表明MoSDT1操控水稻防御相关和生长相关基因的转录。 4、ChIP-seq鉴定MoSDT1-DNA结合基序。ChIP-seq鉴定到3,215个结合峰位于启动子或编码序列（CDS）区域的基因，MoSDT1结合的基序有40种，其中包含核心序列为TGGGCC/T的基序，还包含G -box（CACGTG）、E-box（CANNTG）、WT-box（YGACTTTT, 核心序列为GACTTT）、PRE4（TACTGCGCTTAGT）等基序。 5、MoSDT1靶标的水稻差异表达基因。RNA-seq和ChIP-seq联合分析发现，MoSDT1靶标的水稻基因主要富集在植物-病原互作、丝裂原活化蛋白激酶通路、植物激素信号转导、光合作用、泛醌和其他萜类醌和淀粉和蔗糖代谢、类胡萝卜素生物合成、苯丙氨酸代谢等24条通路上。MoSDT1靶标的水稻基因OsPIL11、OsWRKY64、OsRbohB、OsNAAT6、OsSQD2.2、Os9BGlu31、Os9BGlu6、OsRBCS5、psbS1、OsDR8、OsCATA、OsGL1-11、OsHXK3、OsCIN1、RAmy1A、OsTPS1、OsGLN1等在水稻防御或生长中起作用。表明MoSDT1在水稻生长和防御中起调控作用。 综上，MoSDT1靶标的基因可作为候选基因用于基因工程改造提高水稻抗性或农艺性状。 |
| 并列题名： | Roles of Rice Blast Effector MoSDT1 in Morphological Development of Magnaporthe oryzae and Rice Defense Response |
| 题名主题： | 水稻 稻瘟菌 防御响应 RNA-seq ChIP-seq 学位论文 |
| 中图分类： | S435.111-533 |
| 个人名称等同： | 陈红凤 著 |
| 个人名称次要： | 杨静 指导 |
| 团体名称等同： | 云南农业大学 授予 |
| 记录来源： | CN YNAUL 20240301 |