福建水稻种质资源纹枯病抗性及转基因水稻广谱抗病性的鉴定

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1、福建农林人学硕士学位论文还原成有机碳的限速酶和羧化酶，在光合作用中对碳同化的速率起着决定性的作用，同时它也是光呼吸中不可缺少的加氧酶。该酶活性的高低直接影响着植物的光合产量，进而影响到植物的抗病性。RuBisCO全酶由8个大亚基和8个小亚基组成，Andersson等(1989)提出了较为明确的RuBisCO三维结构模型。RubisCO的活性中心位于大亚基(1argesubunit)上，而小亚基(smallsubunit)远离活性中心，但它在调控RuBisCO的活性和羧化效率方面起着重要作用，对于光合作用仍是必不可少

2、的。逆境胁迫处理下，核酮糖．1，5．二磷酸羧化酶肋日氧酶小亚基通过增加表达量来调节RuBisCO的活性，从而保证了光合作用的效率。周晓馥等(2005)利用转录后基因沉默技术研究烟草RBCS的功能，结果显示，烟草RuBisCOdx亚基的表达量可能调节RuBisCO大亚基的表达量。核酮糖．1，5．二磷酸羧化酶／力口氧酶小亚基(1啦CS)为多基因家族，多个RBCS基因已被成功克隆，其组成、结构和进化等也被广泛研究。RBCS的表达在植物的不同组织以及不同的生长发育时期都存在差异。向太合(2005)利用生物信息学分析发现，R

3、BCS基因的cDNA序列不仅在水稻品种间非常保守，在禾本科不同物种之间也高度同源，这从基因水平上说明RuBisCOdx亚基在光合作用中起关键作用。2．4泛素／26S蛋白酶体途径26S蛋白酶体(26Sproteasome)是真核生物中一种具有ATP依赖性的蛋白酶复合体。泛素(ubiquitin)是一种存在于大多数真核生物细胞中的具有高度保守性的小蛋白，它的主要功能是标记需要被分解掉的蛋白质。泛素化信号通路需要催化泛素单体与底物蛋白结合的一系列酶，包括泛素活化酶(ubiquitinactivatingenzyme，E1

4、)、泛素结合酶(ubiquitin-conjugatingenzyme，E2)和泛素蛋白连接酶(ubiquitin-proteinligatingenzyme，E3)3类，这3个酶将靶蛋白泛素化，泛素化后的蛋白最终被26S蛋白酶体识别和降解。泛素／26S蛋白酶体途径在植物蛋白降解系统中起重要作用。泛素／26S蛋白酶体途径参与细胞内的多种活动过程，包括细胞凋亡、细胞周期以及细胞内信号转导等，与细胞的一些生理功能(细胞周期的控制、免疫应答)和病理状态(胁迫反应、细胞程序性死亡)有着密切的联系(LeeandGoldber

5、g，1998；VonKamponet以，1996；GlickmanandCiechanover,2002；HershkoandCiechanover,1998)。2．5稻瘟病菌丝氨酸蛋白酶基因MGG07965．6丝氨酸蛋白酶(serinepmtease)是以丝氨酸为催化底物的蛋白水解酶。研究表明5福建农林人学硕士学位论文丝氨酸蛋白酶是稻瘟病菌侵染过程所必须的，它影响了该菌在侵染时附着胞、膨压以及孢子的形成(Deanetal．，2005)。Dean等的研究表明稻瘟病菌Guyll中的丝氨酸蛋白酶基因MGG07965．6

6、在氮胁迫下的培养基中的菌丝阶段和正常情况下培养基中的孢子形成阶段均有表达。由此可以推测，稻瘟病菌基因MGG07965．6可能具有比较重要的生物学功能。鉴于丝氨酸蛋白酶家族在稻瘟病菌中PCR扩增量比较大的现象(朱晓程，2008)，通过比较基因组与进化分析，进一步推测丝氨酸蛋白酶基因可能与稻瘟病菌的致病性有关。MGG07965．6的进化在稻瘟病菌丝氨酸蛋白酶家族中(共24个基因)处于中间位置，在结构上具有代表性。同时它的表达产物在细胞内也有分布，表达产物的分泌强度在该家族中居第二位，可以说明该基因可能不仅参与稻瘟病菌与

7、水稻的互作，而且与稻瘟病菌的生理过程有关。3本研究的目的及意义水稻纹枯病严重威胁世界稻米的生产，在我国南方已居水稻各大病害之首，在我省危害亦尤为严重。选育抗病品种是防治该病害最为经济和根本的措施。为了评价福建水稻种质资源的纹枯病抗性特点并进一步筛选出抗病品种，本课题前期首先建立了苗期人工接种的方法，并筛选出一套菌株来评价品种抗性。本研究在此基础上，采用谷物接种法，对来自福建的363份水稻种质资源进行了苗期纹枯病抗性的鉴定，以期了解全省水稻抗纹枯病的情况，并筛选出抗病品种。所获结果可为指导全省纹枯病抗病品种布局和选育

8、抗病品种提高理论基础和依据。赵长江(2005)运用抑制消减杂交技术(suppressionsubtractivehybridization．SSH)从水稻体内筛选出52个受纹枯病菌诱导的差异表达cDNA克隆。同源性搜索发现，这52个克隆中有16个与已知功能的基因具有较高同源性，其中10个与植物抗病防御反应相关。接种水稻纹枯病菌后的进一步RT-PCR分析显示，