导读:本文包含了抗病机理论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译,主要关键词:抗病性,基因,免疫,菌核,玉米,肽酶,细胞壁。
抗病机理论文文献综述
杨建波,欧阳秋飞,黄战威[1](2019)在《杧果采后主要真菌病害及其抗病机理研究进展》一文中研究指出杧果(Mangifera indica L.)是中国乃至世界的主要热带水果。蒂腐病和炭疽病是引起杧果采后腐烂的主要病害,但不同杧果品种对这两种病害的抗性存在较大差异。本文综述了杧果主要采后真菌病害及其病原真菌、抗病性的品种差异及抗病种质筛选、杧果的抗病响应与表达调控机制等的研究进展,探讨了目前杧果采后病害病程相关分子基础及抗性相关分子机理研究情况,进一步提出今后的研究方向。(本文来源于《热带农业科学》期刊2019年10期)
王现行[2](2019)在《中国野生毛葡萄转录因子VqWRKY52抗病功能和调控机理研究》一文中研究指出葡萄是世界上具有重要经济价值的果树,其栽培面积和产量位居全球果业第二。随着人们对葡萄及其制品中营养成分的研究,特别是特异功能成分白藜芦醇的含量为各类水果之首,其具抗癌、防心血管病的功效,使近年来世界范围内葡萄与葡萄酒产业得到了迅猛发展。目前,世界上欧洲葡萄(Vitis vinifera L.)栽培面积广,果实品质好,但其抗病性差,尤其是葡萄白粉病、灰霉病、霜霉病等真菌病害,每年给生产上造成巨大的损失。近年来植物抗病分子机理在拟南芥、烟草、水稻等模式植物中已被广泛研究,其中WRKY转录因子在植物抗病反应过程中发挥重要的调控功能。本课题组前期系统开展了葡萄WRKY转录因子家族生物信息学分析及抗病、感病野生葡萄资源在不同病原菌诱导下的差异基因表达分析,筛选出了白粉菌诱导显着差异表达的VqWRKY52基因。本研究在此基础上,利用先进的CRISPR/Cas9基因组编辑技术,建立了一套成熟的葡萄CRISPR/Cas9基因组编辑体系,实现了VvWRKY52基因的纯合突变,获得了VvWRKY52功能缺失的葡萄突变体材料,并利用过表达和CRISPR/Cas9基因组编辑获得的基因沉默转基因葡萄材料开展了WRKY52基因抗白粉病功能研究及参与葡萄抗白粉病的调控机理的研究。主要研究结果如下:1、利用模式植物初步鉴定了VqWRKY52基因抗白粉病功能。用水杨酸(SA)处理葡萄叶片,结果表明VqWRKY52可以受SA的诱导表达,之后进行了烟草瞬时转化实验,结果同样表明VqWRKY52可以受SA的诱导表达。为了进一步鉴定VqWRKY52的功能,将VqWRKY52在拟南芥中异源表达。其过表达株系增强了拟南芥对白粉菌和丁香假单胞菌的抗性,但降低了对灰霉菌的抗性。同时,台盼蓝染色发现,过表达株系在接种病原菌后出现了强烈的过敏反应,暗示了VqWRKY52基因可能通过调控过敏反应的强弱来增强对病原菌的抗性。此外,在不同病原菌侵染后,比较了转基因株系和野生型植株之间各种防御相关基因的相对表达水平,结果表明,过表达株系中SA信号通路被加强。所有这些结果表明VqWRKY52在SA依赖性信号转导途径中起重要作用,并且它可以增强病原菌诱导的过敏反应来调控植物对病原菌的抗性。2、建立了葡萄CRISPR/Cas9基因组编辑体系,获得了VvWRKY52突变体材料和过表达株系。利用CRISPR/Cas9多靶点编辑系统,针对VvWRKY52基因的第一外显子区域设计了四个靶点,构建了植物表达载体,并通过农杆菌介导的葡萄原胚团遗传转化方法,成功获得了72株转基因再生植物。对转基因第一代植物进行DNA水平鉴定,证实了72个株系均为阳性植株,之后,在72个阳性株系中鉴定得到了22个突变株系。其中,15个株系是等位基因纯合突变,7个株系是杂合突变。在突变株系中发现了一系列编辑事件,包括大片段的缺失,少量碱基的缺失和插入,其中少量碱基的缺失是最常出现的突变类型。同时还发现,不同的靶点之间可以协同作用,实现对目标区域的精确敲除。表明了CRISPR/Cas9技术可以在葡萄上实现一个基因或多个基因的同时功能缺失,也可以对某些基因的特定结构域进行精确的敲除。另外,对所有四个靶点潜在的脱靶位点进行了突变检测,结果并没有发现脱靶事件。此外,葡萄中VvWRKY52的功能缺失株系增加了对灰霉菌的抗性。同时,本研究构建了VqWRKY52过表达载体,通过葡萄遗传转化获得了VqWRKY52基因的过表达株系,通过DNA和RNA水平鉴定获得了阳性的过表达株系。之后将所有的过表达株系和功能缺失株系进行了大量扩繁和炼苗。3、明晰了葡萄WRKY52基因抗白粉菌功能及其调控机理。对WRKY52基因的葡萄过表达株系,功能缺失株系和野生型WT接种了白粉菌,结果表明过表达株系显着增强了对白粉菌的抗性,而功能缺失株系降低了对其的抗性。随后本研究对白粉菌接种后的叶片进行了转录组分析。通过对差异基因的功能富集发现,过表达株系中木质素合成途径相关基因在本底水平被加强了,而在功能缺失株系中被抑制了,这表明了WRKY52基因可以通过调控植物木质素合成来调控对病原菌的抗性。同时在功能缺失株系中,大量的超出正常水平的差异基因被发现,推测这可能是功能缺失株系本身的免疫反应因WRKY52基因的缺失而被打破的一个信号,植物需要调用更多的资源来抵抗病原菌的侵入。随后,在受WRKY52基因影响的各差异基因集合中进行了启动子区域的motif和转录因子富集分析,结果表明WRKY52基因可能通过调控bHLH,NAC,ERF等转录因子来实现对不同生物学过程的调控。同时,本研究通过WGCNA的分析,找到了与WRKY52基因表达模式类似grey60模块,随后本研究在grey60模块中均受过表达和功能缺失后差异表达的基因集合中也富集到了bHLH,NAC,ERF和WRKY等转录因子,后在这些基因启动子区域发现了大量的W-box。综合这些结果表明,WRKY52基因可以调控bHLH,NAC,ERF等转录因子,之后这些转录因子再来调控下游相关的抗病信号通路。(本文来源于《西北农林科技大学》期刊2019-05-01)
孙叶烁[3](2019)在《大白菜种质资源抗菌核病鉴定及其抗病机理研究》一文中研究指出近年来大白菜菌核病的发生比较频繁,使大白菜产量遭受巨大损失。关于大白菜菌核病抗病性鉴定方法及种质资源抗病鉴定的研究较少,限制了大白菜抗菌核病育种的进程。为了建立快速、准确鉴定大白菜种质材料对菌核病抗性的鉴定方法,从而筛选出抗病种质资源,并在此基础上进行抗病育种,本试验对大白菜菌核病抗病性鉴定方法及抗性机制进行了研究,为大白菜抗菌核病品种选育和大白菜菌核病抗病机理研究奠定一定的理论基础和技术支撑。主要取得如下的结果:1.建立了大白菜活体幼苗人工接种抗病性鉴定方法,其最适接种量为直径5 mm的菌丝琼脂块,最适接种苗龄为叁叶期,最适接种温度为25℃。2.对98份大白菜自交系的菌核病抗病性鉴定发现,15份材料表现抗病,28份材料表现耐病,37份材料表现感病,15份材料表现高感。大白菜种质资源中存在着抗病材料,可用于抗病品种的选育。3.明确了超氧化物歧化酶(SOD)活性、谷胱甘肽(GSH)和丙二醛(MDA)含量与大白菜菌核病抗病性的关系。接种核盘菌菌丝后不同抗病性材料的SOD活性均呈现先上升后下降的趋势,各个材料SOD活性的峰值出现时间点不同,且抗病材料SOD活性一直高于耐病和感病材料;在接种病原菌后叁种材料的GSH含量呈现不同的变化趋势,抗病材料15S94在接种病原菌后GSH含量总体呈上升趋势,耐病材料14S474呈先上升后下降再上升的趋势,感病材料17S20呈先上升后下降的趋势;在接种病原菌后叁种材料MDA含量均呈升高趋势,抗病材料15S94的MDA含量较低且上升幅度低于耐病和感病材料,感病材料的变化幅度最大。4.明确了水杨酸(SA)对大白菜菌核病病原菌的抑菌作用和对大白菜的诱导抗病性。使用含有不同浓度SA的PDA培养基培养核盘菌,随着培养基内SA浓度的增大,对菌丝生长的抑制作用增强且单个培养基内菌核的数量减少,当培养基中SA浓度大于0.08 mg/mL时菌丝生长异常甚至不生长;外源喷施SA可诱导大白菜对菌核病抗病性,随着SA浓度的增大以及处理时间的延长,大白菜对菌核病的抗性随之增强,外源SA浓度为0.6 mg/mL既能最大程度提高幼苗抗病性又不会对幼苗产生渗透伤害,是水杨酸诱导提高大白菜幼苗菌核病抗性的最适浓度。(本文来源于《西北农林科技大学》期刊2019-05-01)
宁爽[4](2019)在《内生假单胞菌BTa14、Bar25促生抗病作用及机理的研究》一文中研究指出尽管在植物体内内生菌的含量微乎其微,但是在宿主植物生长发育过程中,内生菌起到的作用却不容忽视。植物内生菌通过控制酶活性的高低和产生拮抗、促生因子能力的大小来诱导植物抗病基因表达,产生广谱抗性。目前,对于植物内生菌的研究主要集中在对植物的促生和增强抗逆性、缓解盐碱胁迫对植物的迫害、提高宿主氮吸收和氮代谢水平等方面。(1)本试验从分离纯化的85株植物内生菌中选取出对果树主要病害(苹果斑点落叶病、苹果轮纹病、葡萄白腐病、葡萄炭疽病、葡萄霜霉病)具有广谱抗性的的两株植物内生菌BTa14、Bar25,利用内生菌株BTa14、Bar25菌落特点、生理生化特征及16SrDNA进行分析,明确了内生菌株BTa14为绿针假单胞菌属,Bar25为亚麻假单胞菌属。(2)试验采用正交试验确定绿针假单胞菌BTa14最优发酵条件为30℃、6.0初始pH、100 mL瓶装量、1 mL接种量;亚麻假单胞菌Bar25的最优发酵条件为30℃、6.0初始pH、75 mL瓶装量、2 mL接种量。将OD_(620)=0.5的假单胞菌BTa14、Bar25无菌发酵液置于不同温度下处理,观察对苹果斑点落叶病的抑制作用,发现60℃下假单胞菌BTa14、Bar25抑菌活性降低,但并未失活,仍具有一定的抗菌作用。调节菌株培养液pH至不同值,观察对苹果斑点落叶病的抑制作用,发现假单胞菌BTa14、Bar25在pH为6.0~8.0间下抑菌抗病效果最明显,pH过高或过低均会失去对果树病害的抑制作用。(3)通过观察、测量试验植物根长、株高,直观表现出BTa14、Bar25可对植物产生促生作用,测定生长激素(生长素、赤霉素、细胞分裂素)含量,明确BTa14、Bar25可通过促进生长激素的分泌从而促进植物生长。(4)通过对内生菌拮抗因子(蛋白酶、纤维素酶、果胶酶)活性及病菌菌丝的抑制作用的检测发现,假单胞菌BTa14、Bar25发酵液中均可产生拮抗因子,活性较高,可以导致病原菌菌丝膨大、扭曲、畸形从而影响病菌生长。分别使用氮蓝四唑还原法、愈创木酚比色法、紫外吸收法测定SOD酶、POD酶、CAT酶的活性,结果发现假单胞菌BTa14、Bar25可提高葡萄中抗逆酶活性。用BTa14、Bar25分别处理葡萄5 d后,接种葡萄霜霉病菌,结果得出经过内生菌处理的试验组发病程度明显降低,病原菌定量生长测定结果与表型一致,与对照相比,BTa14、Bar25可显着抑制葡萄霜霉病增殖。此外,BTa14、Bar25处理葡萄后能直接激发防卫相关基因PR1、NPR1和PAL1表达,和单独接种病原菌相比,BTa14、Bar25预处理后接种病原菌可激发植物体内更强的细胞防卫反应并诱导防卫反应基因更强更快的表达,同时诱发过氧化氢的积累和过敏性细胞死亡。(本文来源于《烟台大学》期刊2019-03-31)
季桓涛,祝璟琳,杨弘,邹芝英,李大宇[5](2019)在《池塘种植鱼腥草对罗非鱼链球菌抗病力影响及机理研究》一文中研究指出为探讨鱼腥草种植对罗非鱼(Oreochromis spp)抗病力的影响机理,在罗非鱼养殖池塘中分别种植池塘面积0%、5%、10%、15%比例的鱼腥草,养殖90 d后进行无乳链球菌人工感染,连续72 h统计累计死亡率,同时取人工感染0、24、48、72 h的鱼采集尾静脉血进行生化指标分析。结果显示:10%鱼腥草种植面积的罗非鱼死亡率显着性低于其他3组;10%鱼腥草种植面积的罗非鱼血清谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)和葡萄糖(GLU)呈现先升高后降低的趋势,感染后72 h恢复到感染前水平,没有显着性差异;5%和10%鱼腥草种植面积的罗非鱼血清白蛋白/球蛋白(A/G)在感染前后没有显着性差异;10%鱼腥草种植面积的罗非鱼感染后血清胆固醇(TC)显着性降低,其余3组的罗非鱼的血清TC在感染前后没有显着性变化;5%、10%、15%鱼腥草种植面积的罗非鱼在感染前血清TG显着性低于0%种植面积;10%鱼腥草种植面积的罗非鱼血清碱性磷酸酶(AKP)在感染前和感染后24 h和72 h都要显着性低于其他3组;10%鱼腥草种植面积的罗非鱼血清超氧化物歧化酶(SOD)活性在感染前、感染后48 h和72 h均显着低于其他3组。结果表明,10%种植面积鱼腥草可提高罗非鱼对链球菌病的抵抗力,初步认为罗非鱼-鱼腥草共培养殖模式中鱼腥草的最佳种植比例为10%。(本文来源于《淡水渔业》期刊2019年02期)
[6](2018)在《中国水稻所揭示ATP-柠檬酸裂解酶调控水稻细胞凋亡和抗病的机理》一文中研究指出近日,中国水稻研究所种质创新团队在Plant Biotechnology Journal在线发表了题为OsACL-A2 negatively regulates cell death and disease resistance in rice的论文,揭示了ATP-柠檬酸裂解酶A2亚基参与了水稻细胞凋亡和抗病反应。水稻类病斑突变体是水稻自发形成类似感病坏死病斑的一类突变体。在这项研究中,研究人员利用EMS诱变的水稻类病斑突变体spl30-1,图位克隆到一个编码ATP-柠檬酸裂解酶A2亚基的基因ACL-A2。由于突变基因编码区发生了引起氨基酸改变的碱基替换,导致了经由泛素化26S蛋白酶体的降解,柠檬酸裂解酶(本文来源于《湖北农业科学》期刊2018年24期)
钱希逸,朱斐[7](2018)在《拟穴青蟹羧肽酶B基因在先天性抗病免疫中的作用机理》一文中研究指出羧肽酶B(Carboxypeptidase B,CPB)是竣肽酶的一种,它是含锌的外分泌蛋白,能切多肽羧基末端的赖氨酸或精氨酸。但还没有在虾蟹类甲壳动物中研究羧肽酶B的作用及作用机理。本研究克隆了一条在拟穴青蟹(Scylla Paramamosain)肝胰腺中特异表达的竣肽酶B(Carboxypeptidase B,CPB)基因,研究了拟穴青蟹在感染白斑综合征病毒(White spot syndrome virus,WSSV)或溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)时,CPB基因所发挥的免疫功能。羧肽酶B的cDNA序列全长为2316bp,软件分析显示该基因的开放阅读框大小为1302bp,编码一个含有434个氨基酸残基的蛋白,蛋白质的相对分子质量为48.514 kDa,pI为8.494。氨基酸序列比对和进化树分析显示CPB基因主要存在于甲壳动物中,其中在拟穴青蟹中发现的CPB基因与端足虫(Hyalella azteca)亲缘关系较近。实时荧光定量PCR检测结果显示,CPB基因在肝胰腺中的表达最高,而在血淋巴、鳃、肌肉、肠、心等组织内表达量较低。利用double-strand RNA(dsRNA)干扰技术成功地抑制CPB基因的表达,而在CPB基因被沉默后,拟穴青蟹的多个免疫基因受到影响,如Janus Kinase(JAK)、Signal transducers and activators of transcription(STAT)、C-type lectin、crustin antimicrobial peptid(CAP)、Tolllike receptor(TLR)、(prophenoloxidase)proPO、myosinⅡessential light chain-like protein(MELCLP)基因的表达显着下调。免疫活性指标检测试验显示,在抑制了CPB基因的表达后,青蟹血细胞总数上升,酚氧化酶(PO)和超氧化物歧化酶(SOD)活性增强。进一步研究发现,在感染溶藻弧菌后,CPB基因的表达明显下调。在感染WSSV后,CPB基因的表达也明显下调。WSSV拷贝数试验结果显示在CPB基因被敲除后,拟穴青蟹体内WSSV拷贝数显着降低。抑制CPB基因的表达后,凋亡试验显示拟穴青蟹血细胞的凋亡率显着降低。结果说明拟穴青蟹CPB基因可以诱导细胞凋亡,而WSSV有可能通过抑制CPB基因的表达来刺激细胞凋亡。本文首次揭示了CPB在拟穴青蟹病毒感染中有着重要作用,为研究拟穴青蟹的先天性免疫和WSSV感染宿主的机制提供了重要的理论依据。(本文来源于《浙江省免疫学会第六次会员代表大会暨第十一次学术大会论文汇编》期刊2018-11-16)
钟涛[8](2018)在《玉米灰斑病和茎腐病抗病基因克隆及抗病机理研究》一文中研究指出玉米灰斑病和茎腐病是两种影响玉米产量的真菌性病害,在世界各玉米产区普遍发生。在本研究前期,选用玉米抗灰斑病自交系Y32和感灰斑病自交系Q11构建分离群体(F2,F2:3)。通过自然接菌,在玉米基因组扫描到4个QTL。将其中一个位于8号染色体的主效QTL-qRglsl定位到1 Mb的区间内。对于玉米茎腐病,本实验室前期选用高抗茎腐病自交系1145和高感茎腐病病自交系Y331构建分离群体(F2,BC1:2),通过人工接种禾谷镰刀菌,鉴定到两个抗玉米茎腐病QTL。将其中一个位于玉米1号染色体的微效QTL-qRfg2定位到2.5 kb的区间内,仅包含一个候选基因ZmAuxRP1。本研究在此基础上,对QTL-qRglsl进行基因克隆及抗病机理探究;对QTL-qRfg2进行转基因功能鉴定及抗病机理探究。1.在主效QTL-qRglsl定位区间内(IDP2-SNP2),开发新的分子标记,筛选重组单株,用于QTL-qRgls1精细定位。利用重组个体后代分离验证法对主效QTL-qRgls1进行了连续两年的精细定位。利用15个BC4F7以及24个BC6F7群体,将QTL-qRgls1定位到分子标记IDP2与M2之间,物理距离约为120 kb。并从BC7F7中获得遗传背景相似的抗感近等基因系NIL-R和NIL-S。2.连续5年对QTL-qRgls1的遗传效应进行鉴定,发现在田间能降低灰斑病病情指数 12.2-29.0%。3.通过筛选抗病亲本Y32BAC文库,获得了覆盖定位区间的阳性克隆。对定位区间内抗病亲本Y32序列进行基因预测,发现8个开放读码框。对其中6个有功能注释的基因进行表达分析,确定ZmWAK-RLK为抗病候选基因。互补转基因实验和过表达转基因实验结果表明,ZmWAK-RLK能够显着提高玉米对灰斑病的抗性,证实ZmWAK-RLK为抗病主效QTL-qRgls1的功能基因。4.ZmWAK-RLK编码一个细胞壁识别相关的类受体激酶,定位在细胞膜上,能够作为受体激酶识别胞外信号。抗感等位基因的主要差异也位于胞外结构域。利用ZmWAK-RLKY32筛选抗病亲本Y32的泛素化文库,鉴定到一个ZmHR-like蛋白与ZmWAK-RLKY32互作。ZmHR-like位于细胞膜上,表达不受病原菌诱导。ZmWAK-RLK介导的抗病机制还有待进一步研究。5.通过增强表达和RNAi转基因实验证实ZmAuxRP1能够显着提高玉米对茎腐病的抗性。玉米对茎腐病的抗性与ZmAuxRP1的表达量呈负相关。6.苗期接菌发现,Y331-R的抗病性显着的高于Y331-S,但Y331-S的根长显着长于Y331-R。EE+的根长和侧根数显着高于EE-,而RNAi+的根长和侧根数显着低于RNAi-。ZmAuxRP1表达量增高,能够促进玉米根的生长。表达分析和IAA含量测定发现,ZmAuxRP1表达量与IAA含量呈正相关。ZmAuxRP1表达量越高,IAA含量越高。7.外源NAA处理近等基因系幼根,能够诱导ZmAuxRP1的表达,抗病等位基因响应较感病等位基因快程度高。抗病等位基因启动子对NAA的响应也强于感病等位基因启动子。8.转录组分析发现:ZmAuxRP1表达量升高后,DEGs主要参与防御和免疫相关反应。KEGG富集发现,DEGs主要是富集在次级代谢产物合成相关通路。代谢组分析发现:ZmAuxRP1表达量升高后,IAA含量升高,BXs含量降低。ZmAuxRP1可以通过调节IGP的分配来平衡玉米根生长与茎腐病抗性。(本文来源于《中国农业大学》期刊2018-11-01)
苗敏,陈丹阳,肖邡明,刘永胜[9](2018)在《番茄CUL4-DDB1-SINAC2介导的植物抗病分子机理》一文中研究指出DDB1作为CUL4泛素连接酶的核心组件参与细胞内许多重要的生命活动。我们前期研究发现番茄DDB1基因正向调节植物细胞对致病菌的基础防御能力。为进一步阐明DDB1在植物抗病中的调控机制和生理功能,我们通过酵母双杂交筛选,发现番茄转录因子NAC2与DDB1存在相互作用,下调NAC2表达导致植株的抗病性增强,NAC2可以抑制水杨酸途径中关键基因ICSI的表达,暗示NAC2可能是番茄植株免疫应答的负调控因子,且它的抑制作用可能因为CUL4-DDB1泛素连接酶的靶向降解而被解除。目前我们正在获得转基因植株并对其抗病性进行验证。期望能够通过对NAC2这个基因功能的研究,以后泛素复合体CUL-4-DDB1对它的调节揭示另一免疫应答的调控机制,也为植物抗病分子育种提供新的基因资源和技术途径。(本文来源于《2018全国植物生物学大会论文集》期刊2018-10-18)
张彦东,胡文瑾,李永才,毕阳,张婷婷[10](2019)在《Trichothecium roseum菌丝体细胞壁提取物对苹果青霉病的控制效果及其诱导抗病机理》一文中研究指出以‘红富士’苹果为试材,通过粉红单端孢(Trichothecium roseum)菌丝体细胞壁提取物处理后24 h损伤接种扩展青霉(Penicillium expansum),研究其对苹果果实青霉病的抑制效果,并通过生化方法进一步揭示了T. roseum菌丝体细胞壁提取物的部分诱导抗病机理。结果表明,T. roseum菌丝体细胞壁提取物处理能有效抑制损伤接种P. expansum苹果青霉病的扩展,其中以150 mg/mL T. roseum菌丝体细胞壁提取物处理效果最好,处理后第5天病害程度相比于对照组降低了29.5%。进一步研究表明,150 mg/mL T. roseum菌丝体细胞壁提取物处理显着提高了贮藏期间果实组织中多酚氧化酶、过氧化物酶、苯丙氨酸解氨酶、4-香豆酰-辅酶A连接酶、肉桂酸-4-羟化酶和肉桂醇脱氢酶的活力(P<0.05),同时提高了果实组织中总酚、类黄酮和木质素的含量。进一步推断出T. roseum菌丝体细胞壁提取物可通过促进苯丙烷代谢、提高抗性相关酶的活力和抗性物质的积累而增加果实的抗病性。(本文来源于《食品科学》期刊2019年13期)
抗病机理论文开题报告
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
葡萄是世界上具有重要经济价值的果树,其栽培面积和产量位居全球果业第二。随着人们对葡萄及其制品中营养成分的研究,特别是特异功能成分白藜芦醇的含量为各类水果之首,其具抗癌、防心血管病的功效,使近年来世界范围内葡萄与葡萄酒产业得到了迅猛发展。目前,世界上欧洲葡萄(Vitis vinifera L.)栽培面积广,果实品质好,但其抗病性差,尤其是葡萄白粉病、灰霉病、霜霉病等真菌病害,每年给生产上造成巨大的损失。近年来植物抗病分子机理在拟南芥、烟草、水稻等模式植物中已被广泛研究,其中WRKY转录因子在植物抗病反应过程中发挥重要的调控功能。本课题组前期系统开展了葡萄WRKY转录因子家族生物信息学分析及抗病、感病野生葡萄资源在不同病原菌诱导下的差异基因表达分析,筛选出了白粉菌诱导显着差异表达的VqWRKY52基因。本研究在此基础上,利用先进的CRISPR/Cas9基因组编辑技术,建立了一套成熟的葡萄CRISPR/Cas9基因组编辑体系,实现了VvWRKY52基因的纯合突变,获得了VvWRKY52功能缺失的葡萄突变体材料,并利用过表达和CRISPR/Cas9基因组编辑获得的基因沉默转基因葡萄材料开展了WRKY52基因抗白粉病功能研究及参与葡萄抗白粉病的调控机理的研究。主要研究结果如下:1、利用模式植物初步鉴定了VqWRKY52基因抗白粉病功能。用水杨酸(SA)处理葡萄叶片,结果表明VqWRKY52可以受SA的诱导表达,之后进行了烟草瞬时转化实验,结果同样表明VqWRKY52可以受SA的诱导表达。为了进一步鉴定VqWRKY52的功能,将VqWRKY52在拟南芥中异源表达。其过表达株系增强了拟南芥对白粉菌和丁香假单胞菌的抗性,但降低了对灰霉菌的抗性。同时,台盼蓝染色发现,过表达株系在接种病原菌后出现了强烈的过敏反应,暗示了VqWRKY52基因可能通过调控过敏反应的强弱来增强对病原菌的抗性。此外,在不同病原菌侵染后,比较了转基因株系和野生型植株之间各种防御相关基因的相对表达水平,结果表明,过表达株系中SA信号通路被加强。所有这些结果表明VqWRKY52在SA依赖性信号转导途径中起重要作用,并且它可以增强病原菌诱导的过敏反应来调控植物对病原菌的抗性。2、建立了葡萄CRISPR/Cas9基因组编辑体系,获得了VvWRKY52突变体材料和过表达株系。利用CRISPR/Cas9多靶点编辑系统,针对VvWRKY52基因的第一外显子区域设计了四个靶点,构建了植物表达载体,并通过农杆菌介导的葡萄原胚团遗传转化方法,成功获得了72株转基因再生植物。对转基因第一代植物进行DNA水平鉴定,证实了72个株系均为阳性植株,之后,在72个阳性株系中鉴定得到了22个突变株系。其中,15个株系是等位基因纯合突变,7个株系是杂合突变。在突变株系中发现了一系列编辑事件,包括大片段的缺失,少量碱基的缺失和插入,其中少量碱基的缺失是最常出现的突变类型。同时还发现,不同的靶点之间可以协同作用,实现对目标区域的精确敲除。表明了CRISPR/Cas9技术可以在葡萄上实现一个基因或多个基因的同时功能缺失,也可以对某些基因的特定结构域进行精确的敲除。另外,对所有四个靶点潜在的脱靶位点进行了突变检测,结果并没有发现脱靶事件。此外,葡萄中VvWRKY52的功能缺失株系增加了对灰霉菌的抗性。同时,本研究构建了VqWRKY52过表达载体,通过葡萄遗传转化获得了VqWRKY52基因的过表达株系,通过DNA和RNA水平鉴定获得了阳性的过表达株系。之后将所有的过表达株系和功能缺失株系进行了大量扩繁和炼苗。3、明晰了葡萄WRKY52基因抗白粉菌功能及其调控机理。对WRKY52基因的葡萄过表达株系,功能缺失株系和野生型WT接种了白粉菌,结果表明过表达株系显着增强了对白粉菌的抗性,而功能缺失株系降低了对其的抗性。随后本研究对白粉菌接种后的叶片进行了转录组分析。通过对差异基因的功能富集发现,过表达株系中木质素合成途径相关基因在本底水平被加强了,而在功能缺失株系中被抑制了,这表明了WRKY52基因可以通过调控植物木质素合成来调控对病原菌的抗性。同时在功能缺失株系中,大量的超出正常水平的差异基因被发现,推测这可能是功能缺失株系本身的免疫反应因WRKY52基因的缺失而被打破的一个信号,植物需要调用更多的资源来抵抗病原菌的侵入。随后,在受WRKY52基因影响的各差异基因集合中进行了启动子区域的motif和转录因子富集分析,结果表明WRKY52基因可能通过调控bHLH,NAC,ERF等转录因子来实现对不同生物学过程的调控。同时,本研究通过WGCNA的分析,找到了与WRKY52基因表达模式类似grey60模块,随后本研究在grey60模块中均受过表达和功能缺失后差异表达的基因集合中也富集到了bHLH,NAC,ERF和WRKY等转录因子,后在这些基因启动子区域发现了大量的W-box。综合这些结果表明,WRKY52基因可以调控bHLH,NAC,ERF等转录因子,之后这些转录因子再来调控下游相关的抗病信号通路。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
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