论文摘要
小RNA为一种非编码的单链RNA分子,通过染色质修饰、转录后水平降解或抑制mRNA翻译来调控基因表达,实现对真核生物的生长发育调控以及抵御外来病毒入侵的目的。小RNA发生主要与3种蛋白相关,为:Dicer、Argonaute及Rdrp。Argonaute（Ago）介导的沉默复合体对RNA干扰（RNAi）过程起着至关重要的作用。为了探究Ago在尖孢镰刀菌中的作用机制,本文以粘团专化型尖孢镰刀菌生理1号小种野生型（FOX-A8）和Ago1缺失突变体（FOX-A8-△Ago1）为材料,进行了生物信息学分析、生长发育比较、转录组分析以及致病性分析,为深入解析Ago蛋白在尖孢镰刀菌中的生物学功能奠定理论基础。具体的研究内容及结果如下:1.通过对31条Ago1、Ago2以及类似Ago蛋白的氨基酸序列结构域预测、氨基酸序列比对与进化分析比较,得出了尖孢镰刀菌中Ago1以及Ago2与其他植物病原真菌结构差异以及亲缘关系。不同的植物病原真菌Ago蛋白两端均为DUF 1785和PIWI结构域,但是不同的Ago蛋白结构域组成数量、种类具有差异;相同的植物病原菌Ago中,Ago、Ago1、Ago2结构域组成种类相同;虽然Ago1与Ago2氨基酸序列有较高的相似性,但是在进化上存在功能分化。2.对FOX-A8与FOX-A8-△Ago1在PDA、PDB培养基中产孢时间、孢子萌发方式进行比较。通过产孢时间观察发现,在PDB培养液中,FOX-A8在20 h时开始产孢,44 h时产生了大量的孢子;而FOX-A8-△Ago1在10 h时已经开始产孢,24 h时已经大量产孢。在PDA培养基中,FOX-A8在30 h时开始形成孢子,并在45 h时产生大量孢子;FOX-A8-△Ago1在20 h开始形成孢子,并在30h时时产生大量孢子。以上结果说明,FOX-A8-△Ago1产孢时间早于FOX-A8。通过孢子萌发方式的观察,FOX-A8呈顶生或侧生,生长在单生瓶状小梗上,FOX-A8-△Ago1分生孢子梗通过芽殖的方式产生大量的分生孢子。该结果说明Ago1缺失导致产孢时间、方式发生改变。3.以FOX-A8和FOX-A8-△Ago1的菌丝和孢子为材料,采用Illumina HiSeq2000高通量转录组测序、实时荧光定量PCR验证。GO通路注释结果显示,相对于FOX-A8,FOX-A8-△Ago1中菌丝的醇脱氢酶（NADP+）、孢子中的CAMK/CAMKL/CHK1蛋白激酶均显著上调;KEGG通路注释结果显示,相对于FOX-A8,FOX-A8-△Ago1中与MAPK信号通路相关的基因、孢子中与PLD信号通路相关的基因均显著下调;另外,相对于FOX-A8,编码Ago2的基因下调,但是下调不显著。通过qRT-PCR检测DEGs的表达模式与RNA-Seq分析的结果一致,证实了RNA-Seq结果的可靠性。4.将甘蓝幼苗根部分别用H2O、FOX-A8与FOX-A8-△Ago1的孢子悬液处理后,继续培养,运用石蜡切片的方法将以上甘蓝苗的根部制成装片,在显微镜中观察,结果显示甘蓝根部结构从外到内分别为周皮、韧皮部、木质部、导管;1d时,甘蓝根部都未观察到入侵的真菌;3 d时,在受FOX-A8侵染根部的韧皮部能明显观察到入侵的FOX-A8,而在受FOX-A8-△Ago1侵染根部的韧皮部却未明显观察到入侵的FOX-A8-△Ago1,但韧皮部细胞形状则发生改变,细胞壁被部分破坏,在导管中有填充物出现;7 d时,FOX-A8-△Ago1侵染的甘蓝幼苗根部韧皮部细胞形状改变明显,木质部细胞也发生改变。综上所述,Ago1蛋白与粘团专化型尖孢镰刀菌的产孢时间及产孢方式相关,且可能是通过介导小RNA来调控MAPK信号通路、PLD信号通路来控制菌丝与孢子的发育。另外,Ago1蛋白在尖孢镰刀菌入侵甘蓝根部的过程中发挥重要作用。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 杜海燕
导师: 梁丽琴
关键词: 蛋白,生长发育,转录组分析,显微结构
来源: 山西师范大学
年度: 2019
分类: 基础科学,农业科技
专业: 生物学,农业基础科学,植物保护
单位: 山西师范大学
分类号: S432.4
DOI: 10.27287/d.cnki.gsxsu.2019.000907
总页数: 81
文件大小: 5918K
下载量: 26
相关论文文献
- [1].Argonaute1敲除前后尖孢镰刀菌转录组分析比较[J]. 植物病理学报 2019(05)
- [2].胡杨ARGONAUTE1基因克隆与亚细胞定位[J]. 河南科技大学学报(自然科学版) 2018(05)