转录因子wrky11在蜡质芽孢杆菌ar156诱导拟南芥产生对dc3000抗性过程中的调控机理研究

转录因子作为复杂的信号网络中的成员,在调节植物应对来自周围环境因子胁迫的过程中发挥着重要的作用[1]。其中,WRKY类转录因子家族成员在植物生长发育和抗逆等过程中发挥着不可忽视的调节功能[2]。研究前期发现,蜡质芽孢杆菌AR156能够诱导转录因子wrky11的表达量下调,同时,蜡质芽孢杆菌AR156能够诱导拟南芥产生对丁香假单胞菌DC3000的抗性。因此,我们猜测,在这个诱导过程中,转录因子wrky11对其诱导抗性起着重要的调控作用。经过亚细胞定位验证得出,该基因定位于细胞核内。在前期研究基础上,通过对转录因子wrky11生物学功能的分析,比较野生型col-0和突变体植株wrky11在抗病表型、细胞水平和基因表达水平上的差异,解析转录因子wrky11在AR156 诱导拟南芥系统抗病性过程中的调控作用。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1 材料与方法3
1.1.1植物材料3
1.1.2菌株和培养基3
1.2 方法4
1.2.1基因筛选4
1.2.2亚细胞定位4
1.2.3致病性测定5
1.2.4 植物细胞的防卫应答6
1.2.5 防卫相关酶(SOD和POD)活性测定6
1.2.6 荧光定量 PCR检测相关防卫基因的表达情况......7
2 结果与分析.8
2.1筛选得到wrky11基因... .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ....8
2.2wrky11转录因子定位于细胞核...........................................8
2.3 致病性测定....................10
2.4 活性氧测定....11
2.5 防卫相关酶(SOD和POD)活性测定...12
2.6 防卫基因表达13
3 讨论13
致谢14
参考文献...15
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质芽孢杆菌AR156诱导
拟南芥产生对DC3000抗性过程中的调控机理研究
引言
Rhizobacterium Bacillus cereus ; inducing systemic resistance
引言 生物防治是生态学领域的一个应用学科分支。自然界中, 某个特定生物种群的数量在没有剧烈的环境条件变化时, 其种群数量总是在某一定平均水平上下波动[3]。并且每个物种都占有一定的地位,在生态系统中维持相对平衡[4]。从植物保护的角度看, 有害生物为害和化学农药过量不合理使用是制约农业可持续发展的两大因素。虽然生物防治的效果最初可能没有化学农药那么有效、快速, 但其具有稳定、经济、长效和相对安全的特点, 在现代农业可持续发展道路上发挥着越来越重要的作用, 成为防治病、虫、草害的重要手段之一, 起到了除害增产、保护生态平衡、减轻环境污染、降低成本等作用[5]。
植物体本身存在着抗病基因, 现存的野生植物品种就是力证。经过长期栽培的作物, 由于人工选择的结果逐步丧失了抗性, 这种抗病的潜在性可以通过适当的方式诱导而表现出来.诱导抗病性分为2类,一是局部抗病性,或称过敏性反应 ( Hypersensitive response, HR),另一类是系统抗病性( Systemic acquired resistance, SAR)[6]。前者是指在被诱导的部位直接产生抗病性的现象,后者则是指植物体经局部诱导后在非诱导部位产生抗病性的现象[7]。利用物理的、化学的或生物的方法,预先处理植物,将会改变病害反应, 使原来的感病反应产生局部的或系统的抗性,这一现象就是现在一般意义上所理解的诱导抗病性, 又叫获得免疫性。
植物的先天免疫系统存在相互联系的两个分支,即病原相关的分子模式(pathogenassociated molecular patterns, PAMP)触发的免疫(PAMPtriggeredimmunity, PTI)和病原物无毒基因(avirulence gene, Avr)触发的免疫(effectortriggered immunity, ETI)。PTI是通过植物细胞表面的模式识别受体(cell surface patternrecognition receptor, PRR)识别 PAMP 激发的,进而引起促分裂原活化蛋白激酶(mitogenactivated protein kinase, MAPK)级联反应。病原物和宿主细胞的共进化产生了ETI,ETI是通过植物抗病基因(resistance gene, R)识别和它对应的病原物Avr基因产生的一种高效的特异性反应。局部的ETI可以激发系统性的抗病反应,即系统获得性抗性(systemicacquired resistance, SAR)。SA是SAR信号转导途径中的重要信号分子。在SAR信号转导途径中,转录因子发挥着重要的作用。病程相关基因非表达子1(nonexpresser of PR1, NPR1)和WRKY是SA 下游的两类重要的转录因子[8]。
植物在应对生物与非生物胁迫的过程中获得了一系列复杂的植物防卫反应机制,现有的研究表明,这种由于自身进化而获得防卫机制,主要是通过植物防卫基因的转录激活与转录抑制发生作用的。植物识别病原物,通过一系列信号传递过程,最终诱导相关植物防卫反应基因的表达[9]。在此过程中转录因子起着重要的作用,它通过与其他相关蛋白之间的相互作用激活或抑制防卫基因的转录,同时,一些转录因子其自身也是受诱导调控的,改变特定的转录因子的表达条件会使植物的胁迫抗性发生很大的变化。
转录因子(Transcription Factors, TF),又称为反式作用因子,是能够与真核基因启动子区域中的顺式作用元件(Cisacting Elemengt)发生特异性结合,从而调节目的基因以特定的强度,在特定的时间与空间表达的蛋白质分子。在许多植物中,当它们面临机械损伤、病原侵染或者非生物胁迫因子威胁时,体内WRKY转录因子表达量会迅速大幅度上调[10]。越来越多的证据表明转录因子WRKY广泛参与了SA下游的信号转导。WRKY可以通过绑定PR基因启动子区域的W盒(C/TTGACC/T)来调节基因的表达。NPR1与WRKY在SAR的调控中关系密切:一方面,NPR1的表达可能是由某些WRKY转录因子介导的,因为 NPR1启动子区域的W盒序列的突变会影响NPR1的表达;另一方面,某些WRKY转录因子的作用也是依赖于NPR1的[11]。

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