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分类号:Q945.8授予学位单位代码:10434

研究生学号:S00024

山东农业大学

硕士学位论文

HarpinXoo诱发植物过敏反应和抗病性信号传导解析

MolecularandTransgenicDissectionofHarpinXooSignaling

inPlantHypersensitivityandPathogenDefense

研究生:刘爱新学科专业:植物病理学研究方向:分子植物病理学学院:植物保护学院指导教师:李多川教授

年月日

封面2

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关于学位论文原创性和使用授权的声明

本人所呈交的学位论文,是在导师指导下,独立进行科学研究所取得的成果.对在论文研究期间给予指导,帮助和做出重要贡献的个人或集体,均在文中明确说明.本声明的法律责任由本人承担.

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日期:

符号说明

ACC(acc):1-aminocyclopropane-1-carboxylicacid,乙烯前体

acd:acceleratecelldeath,细胞死亡加速突变体

AOX:alternativeoxidase,交替氧化酶

avr:avirulence,无毒基因

bp:basepair,碱基对

CARD:caspaserecruitmentdomain,Caspase应召功能域(使caspase

接收信号而进入某一信号传导链的结构域)

Caspase:cystein-dependentaspirateproteases,半胱氨酸蛋白酶

CAT:catalase,过氧化氢酶

CC:coiledcoildomain,卷曲结构域

ChtA:acidchitinasegene,酸性几丁质酶基因

ChtB:basicchitinasegene,碱性几丁质酶基因

coi1:coronatine-insensitive,冠缨碱不敏感突变体

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COI1:茉莉酸信号通路的正向调控蛋白,具有抑制转录因子的作用

COIl:编码COIl的基因

cpr:constitutivePRgeneexpressor,组成性表达PR基因的突变体

CTAB:hexadecyltrimethylammoniumbromide,溴化十六烷基三甲基胺

ctr1:constitutivetriplerespionse1,组成性表现乙烯反应的突变体

CTRl/CTR1:负调控乙烯信号通路的蛋白/基因

CytC:cytochromec,细胞色素c

DAB:diaminobenzidine,对二氨基联苯胺

DAPI:4,6-Diamidine-2-phenylindoledihydrochloride,联咪二苯吲哚

DED:deatheffectordomain,死亡效应结构域

DEG:domainforenhancedgrowth,促进生长的结构域

DEPC:diethylpyrocarbonate,焦炭酸二乙酯

dnd1:defense,nodeath,组成性表达基因对基因抗病性,但没有细胞坏死的突变体

目录

中文摘 要Ⅰ

英文摘 要Ⅲ

1前言1

1.1植物抗病基因及其介导的抗病性信号传导3

1.1.1抗病基因的结构与功能4

1.1.2抗病基因-无毒基因互作机理和警卫假说

1.2植物抗病防卫反应的基本信号通路12

1.2.1水扬酸信号传导通路

1.2.2乙烯和茉莉酸信号传导通路

1.3植物病原细菌的harpins及在植物上的作用

1.3.1植物病原细菌的致病岛和hrp基因簇

2材料与方法

2.1

2.1.1

2.2

2.2.1

3结果与分析

3.1

4讨论

4.1

4.1.1

4.2

5结论

5.1

6参考文献

7附录

8致谢

9攻读学位期间发表论文情况

中文摘 要

植物使用不同的信号通路控制对不同类型病原物的抗性.由水杨酸(salicylicacid,SA病原物等因子诱导的HCD与程序化的细胞死亡(programmedcelldeath,PCD)发生机制相似,可引发细胞核形态的变化,基因组DNA的断裂,信号分子的积累等典型反应.为明确harpinXoo诱导的烟草HCD是否具有PCDį

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关 键 词:harpinXoo,过敏性细胞死亡,抗病防卫反应,信号传导

MolecularandTransgenicDissectionofHarpinXooSignalinginPlantHypersensitivityandPathogenDefense

Abstract

Plantsdefendthemselvesagainstdifferentpathogensbyactivatingdistinctsignaltransductionpathways.Basaldefensepathwaysleadingtonon-specificresistancetodifferentcategoriesofpathogensaremediatedbyplanthormonessalicylicacid(SA),jasmonates(JA)andethylene(ET).Thesepathwaysoftencross-talkonetoanotherandwithpathwaysforinsectresistance,plantgrowthanddevelopmentinresponsetostimulationsbydifferentexogenoussignals.Thecross-talkrequiresmodulationbyponentsthatcanregulatedifferentpathways.

HarpinsareagroupofproteinouselicitorsproducedbyGram-negative(G-)plantpathogenicbacteriaandarerequiredforinductionofthehypersensitiveresponse(HR)innon-hostofthebacteria.TheysharesomemoncharacteristicssuchasrichinGlycine,containingnoCysteine,heat-stableandsensitivetoprotease.GenesencodingharpinshavebeenclonedfrommostG-bacteriaandharpinswithbiologicalfunctionsareexpressedinE.coli.HarpinXoointhisstudyhasbeenidentifiedrecentlyfromaJapanesestrainofXanthomonasoryzaepv.oryzaeandexpressedinE.coliBL21.Itshowedsomespecialpropertiessuchashavingsmallmolecularweight,containingCysteineect.ApplicationofharpinXootomanyplantscanenhanceplantgrowth,induceresistancetopathogensandinsects.HowharpinXooperformesthosediversefunctionshavebeenunclear.

StudiesinthisPh.Dprojectwasaimedtodissectthesignalingpathwayleadingtopathogendefenseandhypersensitivecelldeath(HCD)inducedbyharpinXoo.Twoapproacheswereusedtodeterminesignalingpathwayintwoplantspecies.ThefirstapproachistheassaysofplantstreatedwithharpinXooforsignalingevents.ThesecondapproachistotestdiseaseresistanceandsignalingoftransgenictomatoplantsexpressinghrfAXoo.TobaccoandtomatoplantssprayedwithharpinXoocanenhancediseaseresistancetoTMVandPseudomonassyringaepv.tomatorespectively.TobaccoplantsinfiltratedwithharpinXoohaveshowedpropertiesofPCD(programmedcelldeath)butithasnotintoma

Keywords:HarpinXoo,Signaling,Path

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