稻瘟病菌过氧化物酶体的定位分析及MGBIR1基因的克隆

稻瘟病菌过氧化物酶体的定位分析及MGBIR1基因的克隆

论文摘要

稻瘟病菌(Magnaporthe grisea)引起水稻的重要病害--稻瘟病,了解其致病分子机制对稻瘟病的防治意义重大。1、稻瘟病菌过氧化物酶体的发生与增殖的研究过氧化物酶体是真核细胞中一类单层膜包裹的细胞器,参与并调节脂肪代谢过程。过氧化物酶体基质蛋白在细胞质中合成,靠自身序列所具有的过氧化物酶体定位信号(Peroxisome targeting signal,PTS)(PTS1与PTS2)而被识别和转运进入基质内部。本文利用嵌合引物,通过构建融合载体,利用GFP与RFP对PTS1与PTS2进行了共定位,并且通过荧光定位研究了过氧化物酶体的发生与增殖。研究结果如下:(1)以MPG1、ATG4及GPD基因启动子为绿色荧光蛋白启动子,构建了双元表达载体pHGpdGFPA、pHAtg4GFPA与pHMpg1GFPA。在共聚焦显微镜下观测转化子的荧光表达,筛选了强启动子MPG1启动子作为GFP和RFP表达启动子。(2)以MPG1基因启动子调控表达,分别构建GFP、GFP-PTS1与GFP-PTS2的双元表达载体;以及RFP和RFP-PTS1的双元表达载体。(3)通过农杆菌介导的转化,将GFP、GFP-PTS1、GFP-PTS2、RFP和RFP-PTS1转入稻瘟病菌野生型菌株Guy11中。结果显示,GFP-PTS1、GFP-PTS2及RFP-PTS1转化子细胞中荧光呈点状,多位于细胞周围,而不含PTS的GFP和RFP转化子中荧光均匀分散于细胞质。利用绿色荧光蛋白和红色荧光蛋白对过氧化物酶体进行了共定位。在相同条件下,GFP-PTS2转化子的荧光背景高于GFP-PTS1;孢子中荧光点的密度高于菌丝和附着胞中;孢子萌发与附着胞形成过程,荧光点密度会产生相应的规律性变化。(4)将GFP-PTS2转入已经得到的稻瘟病菌PEX6突变体中,发现PTS2信号途径被阻断。(5)通过GFP表达转化子,研究了稻瘟病菌过氧化物酶体的发生与增殖等动态变化过程。2、稻瘟病菌MGBIR1基因的克隆了解M. grisea侵入后病菌的定殖、菌丝的分化和扩展等过程的分子机制是目前M. grisea致病机理研究的重点。凋亡抑制蛋白(Inhibition of apoptosis proteins, IAPs)在许多模式系统中抑制细胞凋亡。BIR(Baculoviral inhibition of apoptosis protein repeat domain)为凋亡抑制蛋白(IAPs)的重复结构域。本文克隆了BIR1在M. grisea中的序列同源基因MGBIR1,并成功构建了同源基因置换载体。研究结果如下:(1)利用裂殖酵母菌(Schizosaccharomyces pombe )BIR1p (NP587866.3)蛋白序列在M. grisea基因组数据库中进行同源序列检索,检索到1个假设基因MGG04912,结合基因的保守区段分析,定名为MGBIR1。(2)利用MGBIR1基因编码的蛋白序列,通过Blast P程序在GeneBank中进行同源基因查找,并进行了序列比对。(3)构建了MGBIR1基因置换载体p1300-MGBIR1::HPH。(4)进行了五次ATMT敲除转化,已获得130个潮霉素抗性转化子,通过PCR扩增的方法对已获得的转化子进行基因敲除PCR验证。明确M. grisea中是否存在BIR1的同源基因,有助于深入理解M. grisea菌丝的分化与扩展过程。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 文献综述
  • 1.1 稻瘟病与稻瘟病菌
  • 1.2 稻瘟病菌的侵染循环
  • 1.2.1 孢子萌发
  • 1.2.2 附着胞的分化和成熟
  • 1.2.3 侵入栓形成和侵入
  • 1.2.4 侵入后的菌丝分化与扩展
  • 1.2.5 产孢与再侵染
  • 1.3 稻瘟菌致病相关基因研究概况
  • 1.4 过氧化物酶体研究进展
  • 1.5 荧光蛋白在微生物学中的应用
  • 1.5.1 绿色荧光蛋白
  • 1.5.2 红色荧光蛋白
  • 1.5.3 荧光蛋白作为报告基因在微生物研究中的应用
  • 1.6 BIR 为凋亡抑制蛋白结构域
  • 1.7 本研究的目的,内容和意义
  • 第二章 利用GFP 与RFP 共定位研究稻瘟病菌过氧化物酶体发生与增殖
  • 2.1 材料与方法
  • 2.1.1 实验菌株及其保存
  • 2.1.2 培养基及培养条件
  • 2.2 实验方法
  • 2.2.1 融合载体的构建
  • 2.2.2 稻瘟病菌荧光定位转化子的获得及荧光观察
  • 2.2.3 DNA 相关操作
  • 2.3 结果与分析
  • 2.3.1 GFP 和RFP 融合载体的构建
  • 2.3.2 荧光蛋白报告强启动子的筛选
  • 2.3.3 利用GFP 与RFP 共定位研究稻瘟病菌中的P 及其信号的转运
  • 2.3.4 过氧化物酶体的发生与增殖
  • 2.4 讨论
  • 第三章 稻瘟病菌MGBIR1 基因的克隆与敲除
  • 3.1 材料与方法
  • 3.1.1 实验菌株
  • 3.1.2 培养基及培养条件
  • 3.2 实验方法
  • 3.2.1 MGBIR1 基因的确定和序列分析
  • 3.2.2 基因敲除载体的构建
  • 3.2.3 稻瘟病菌转化子的获得及验证
  • 3.3 结果与分析
  • 3.3.1 MGBIR1 基因的确定和序列分析
  • 3.3.2 MGBIR1 基因敲除载体的构建及目标置换过程
  • 3.3.3 稻瘟病菌ATMT 转化与潮霉素抗性转化子的获得
  • 3.4 讨论
  • 参考文献
  • 附录
  • 致谢
  • 作者简介
  • 相关论文文献

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