灰霉菌侵染拟南芥过程中ACD5的功能分析

论文摘要

拟南芥神经酰胺激酶缺失突变体acd5（accelerated cell death 5）在生长发育的后期会出现自发性细胞死亡,与野生型相比,其在生长发育的早期表现为对病原细菌的易感性。之前的研究表明ACD5具有神经酰胺激酶（ceramide kinase, CERK）的活性,其缺失突变体会大量积累CERK的底物,而过量的CERK底物会导致植物细胞死亡。但是,ACD5酶活缺失导致acd5抗性降低的内在机制仍然不清楚。本实验通过对拟南芥突变体acd5与野生型Col接种灰霉菌（Botrytis cinerea）后,比较其在病原菌侵染后抗性相关信号、病斑与死细胞以及基因表达方面的差异,从而为进一步研究ACD5在植物抵御病原真菌侵染过程中的作用提供重要参考。研究发现,对于病原真菌Botrytis cinerea的侵染,acd5突变体比Col表现的更易感。具体表现为:与Col相比,（1）Botrytis cinerea在acd5突变体上的萌发率更高,菌丝长度也更长;（2）拟南芥acd5突变体病斑出现的时间早,且发病率更高;（3）病原真菌Botrytis cinerea更易穿过突变体acd5的表皮,并进入叶肉细胞中; （4）台盼蓝染色结果表明acd5突变体中由病原菌引发的死细胞出现的更早,更多; （5）acd5突变体中抗性相关信号H2O2、胼胝体等较Col中出现的晚,也更少。同时,基因表达水平的检测结果显示,接种Botrytis cinerea后,抗性相关的基因如PR1,PEROX等在acd5突变体中的表达量要低于野生型。综上数据表明,ACD5通过调控植物抗性信号的产生,抗性基因的表达和防御结构的形成,在植物抵御病原菌的过程中起着重要的作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 植物病原真菌对植物的侵染
• 1.1.1 病原真菌侵染植物的过程
• 1.1.2 灰霉菌对植物的侵染
• 1.2 植物对病原真菌的防御反应
• 1.2.1 植物形态结构屏障
• 1.2.2 植物对病原菌的识别
• 1.2.3 植物细胞的HR 反应
• 1.2.4 植物激素信号途径
• 1.2.5 活性氧的迸发
• 1.2.6 PR 蛋白
• 1.2.7 植保素合成
• 1.3 植物鞘质代谢途径与ACD5 研究进展
• 1.3.1 植物鞘脂代谢途径
• 1.3.2 神经酰胺激酶与acd5 突变体
• 1.4 本研究选题依据及技术路线
• 1.4.1 选题意义及依据
• 1.4.2 技术路线
• 第二章 实验材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 植物材料与菌种
• 2.1.2 主要试剂
• 2.1.3 PCR 引物
• 2.1.4 主要仪器
• 2.1.5 实验所用培养液及试剂
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 拟南芥种植方法
• 2.2.2 灰霉菌（Botrytis cinerea）的活化
• 2.2.3 灰霉菌（Botrytis cinerea）的接种方法
• 2.2.4 灰霉菌（Botrytis cinerea）孢子分离的方法
• 2.2.5 真菌孢子的计数方法
• 2.2.6 真菌接种拟南芥
• 2.2.7 植物叶片发病率统计方法
• 2.2.8 植物叶片台盼蓝染色方法
• 2.2.9 孢子萌发率的统计方法
• 2.2.10 菌丝长度测量方法
• 2.2.11 植物叶片DAB 染色方法
• 2.2.12 植物叶片苯胺蓝（aniline blue）染色方法
• 2.2.13 NBT 染色方法
• 2O₂ 信号'>2.2.14 氯化铈超微细胞化学定位方法观察H₂O₂信号
• 2.2.15 植物组织中总RNA 的提取
• 2.2.16 cDNA 第一链的合成
• 2.2.17 PCR 扩增
• 2.2.18 Real-time PCR 反应
• 第三章 实验结果
• 3.1 灰霉菌（Botrytis cinerea）在拟南芥Col 和acd5 突变体叶片上的病程发生及病症表现
• 3.1.1 灰霉菌侵染Col 和acd5 突变体叶片后的台盼蓝染色死细胞观察
• 3.1.2 灰霉菌侵染Col 和acd5 突变体叶片后的病斑表现
• 3.2 灰霉菌在拟南芥Col 与acd5 突变体叶片上的生长情况
• 3.2.1 Col 和acd5 突变体叶片上的灰霉菌孢子萌发情况
• 3.2.2 Col 和acd5 突变体叶片上的灰霉菌菌丝生长情况
• 3.3 灰霉菌（Botrytis cinerea）侵染过程中拟南芥Col 和acd5 突变体的防御反应
• 3.3.1 灰霉菌侵染过程中Col 和acd5 突变体叶片中的ROS 信号
• 3.3.2 灰霉菌侵染过程中Col 和acd5 突变体叶片中的胼胝体沉积
• 2O₂ 亚细胞定位及超微结构变化'>3.3.3 灰霉菌侵染过程中Col 和acd5 突变体叶片中的H₂O₂亚细胞定位及超微结构变化
• 3.4 灰霉菌（Botrytis cinerea）侵染过程中拟南芥Col 和acd5 突变体中抗性相关基因的表达
• 第四章 讨论
• 4.1 拟南芥的抗性反应对灰霉菌生长的抑制作用
• 4.2 灰霉菌（Botrytis cinerea）侵染拟南芥过程中的植物细胞死亡
• 4.3 灰霉菌（Botrytis cinerea）侵染拟南芥过程中的ROS
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 附录Ⅰ 缩略词表
• 附录Ⅱ 在读期间承担的科研项目及待发表的论文
• 致谢