OsmiR1861k在水稻白叶枯病抗性中的功能及分子机制初探

【摘要】：水稻白叶枯病是目前危害水稻生产的最主要的病害之一,可使水稻严重减产。对抗病机理的研究,已成为提高水稻白叶枯病抗性的关键。与传统的调节因子在转录水平、翻译水平、翻译后水平发挥调节作用不同,microRNAs (miRNAs)在转录后水平发挥普遍的基因调节功能。大量研究证实,miRNAs在植物生长、发育以及对抗生物和非生物胁迫中发挥重要的调控作用。对相关miRNAs在水稻白叶枯病抗性中的作用机制及功能的研究,可为提高水稻的抗病性提供一种全新的视角和策略。实验室前期在抗病新种质SH5的基因芯片数据和蛋白质双向电泳数据的基础上,通过生物信息学方法预测得到了与水稻白叶枯病抗性相关的OsmiR1861k。在此基础之上,本研究对OsmiR1861k的水稻白叶枯病抗性进行实验验证,分析了不同水稻品种OsmiR1861k受不同白叶枯病小种诱导的表达情况,筛选并验证其靶基因,以及相关功能表达载体的构建及遗传转化。主要研究结果如下：(1)通过实时荧光定量PCR检测表明,在接种白叶枯病菌菌株Zhe173后的3d和5d, OsmiR1861k成熟体和前体在抗病品种SH5中表达极显著(p0.01)上调,而且明显高于感病品种8411。所以,我们推测OsmiR1861k可能与水稻白叶枯病抗性相关。(2)为了研究OsmiR1861k表达受白叶枯病侵染诱导是否具有特异性,利用实时荧光定量PCR检测了OsmiR1861k在不同水稻品种和受不同白叶枯病小种侵染的表达情况。结果显示,除了抗病新种质SH5, OsmiR1861k也参与到其他抗病水稻应对白叶枯病菌Zhe173侵染的防御反应；水稻8411和SH5两个品种在受到白叶枯病菌菌株P3、P4、P5、P7、P8侵染后5d, OsmiR1861k在抗病品种SH5中表达极显著(p0.01)上调,而且显著高于敏感品种8411。说明OsmiR1861k在抗病品种中受白叶枯病菌诱导上调不具有品种和小种特异性。而且,在本氏烟中pre-OsmiR1861k的瞬时超表达没有引起过敏性细胞坏死,推测OsmiR1861k可能与水稻的基础抗病性相关。(3)利用实时荧光定量PCR技术对预测的OsmiR1861k靶基因的表达进行分析,筛选得到2个候选靶基因(Os03g18710和Os06g44970),然后利用RLM-5'RACE方法对这2个靶基因的剪切位点进行了进一步验证。(4)成功构建了pre-OsmiR1861k超表达载体、pre-OsmiR1861k启动子+GUS载体、OsmiR1861k STTM干扰载体,并获得1个pre-OsmiR1861k超表达转基因株系,为后面通过转基因植株分析OsmiR1861k的生物学功能奠定了基础。
【关键词】：水稻 白叶枯病 OsmiR1861k 靶基因 转基因
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S435.111.47