類受體激酶基因StLRPK1在本氏煙中的晚疫病抗性功能鑒定及其介導(dǎo)的可能信號(hào)途徑分析.pdf

1、馬鈴薯是繼水稻、小麥、玉米之后的第四大糧食作物。目前，全世界馬鈴薯生產(chǎn)面臨的最大問題是由致病疫霉菌(Phytophthorainfestans(Mont.)DeBary.)引起的晚疫病，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致作物絕收。植物抵抗病害的先天免疫系統(tǒng)主要由病原相關(guān)分子模式（PAMPs）激發(fā)的PTI和效應(yīng)蛋白激發(fā)的ETI兩個(gè)免疫反應(yīng)組成。PTI是植物抵御病原微生物的重要機(jī)制，具有廣譜持久的特點(diǎn)。前期研究中實(shí)驗(yàn)室在馬鈴薯中克隆到一個(gè)類受體激酶基因StLRPK

2、1，初步研究顯示StLRPK1可能作為模式識(shí)別受體在晚疫病持久抗性中起著重要的作用。本研究旨在通過在模式植物本氏煙草草中異源超量表達(dá)StLRPK1，進(jìn)一步研究StLRPK1在晚疫病抗性中的作用，探討StLRPK1介導(dǎo)的抗病信號(hào)傳導(dǎo)途徑，以期為利用PTI途徑關(guān)鍵基因培育廣譜、持久的馬鈴薯抗病新品種提供新思路和新方法。主要結(jié)果如下:
　　1、為利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的瞬時(shí)表達(dá)技術(shù)在本氏煙草中高效表達(dá)外源蛋白，為將來開展StLRPK1蛋白活體免

3、疫共沉淀研究打下基礎(chǔ)，構(gòu)建了pCB302-3-GFP的雙元表達(dá)載體。通過優(yōu)化表達(dá)條件，包括通過檢測(cè)熒光蛋白GFP的表達(dá)發(fā)現(xiàn):共同注射基因沉默抑制子p19、調(diào)整農(nóng)桿菌菌液濃度OD600為0.8-1.0之間、農(nóng)桿菌侵染3-5天時(shí)，GFP在本氏煙草中表現(xiàn)很強(qiáng)的熒光，表明以pCB302-3為載體，通過優(yōu)化條件可以實(shí)現(xiàn)外源蛋白在本氏煙草草中高效表達(dá)。
　　2、獲得了超量表達(dá)StLRPK1的本氏煙草穩(wěn)定轉(zhuǎn)基因株系。晚疫病原菌接種鑒定表明:超量

4、表達(dá)StLRPK1后，轉(zhuǎn)基因株系對(duì)晚疫病抗性明顯增強(qiáng);組織化學(xué)染色顯示:超量表達(dá)株系接種點(diǎn)周圍活性氧和胼胝質(zhì)累積增強(qiáng);轉(zhuǎn)基因株系中的兩個(gè)PTI信號(hào)途徑重要Marker基因Pti5和Acre31的表達(dá)量比對(duì)照明顯增高。進(jìn)一步證明StLRPK1在晚疫病抗性中具有重要作用
　　3、為了探索晚疫病菌分泌的效應(yīng)子（Effectors）對(duì)StLRPK1介導(dǎo)的PTI的抑制作用，利用在轉(zhuǎn)基因本氏煙草葉片上瞬時(shí)表達(dá)效應(yīng)子，再在注射點(diǎn)附近接種晚疫病原

5、菌的方法，從18個(gè)效應(yīng)子中篩選出了4個(gè)能夠顯著抑制StLRPK1介導(dǎo)抗性的效應(yīng)子，為深入開展這些效因子如何調(diào)控StLRPK1介導(dǎo)的PTI奠定了基礎(chǔ)。
　　4、探索了StLRPK1可能參與的防衛(wèi)信號(hào)傳遞途徑。轉(zhuǎn)基因株系中WRKY8下游基因NADP-ME和HMGR2的表達(dá)量與對(duì)照相比明顯增強(qiáng)。但VIGS沉默轉(zhuǎn)基因本氏煙草中與MAPK信號(hào)途徑有關(guān)的MKK3、MPK2、MPK1、MPK3基因后，沉默株系中WRKY8及其下游基因NADP-M