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水稻Pid3抗病基因介导稻瘟病免疫反应的转录组分析

致谢第1-7页
摘要第7-9页
ABSTRACT第9-11页
专业词汇中英文对照表第11-17页
1 引言第17-57页
   ·植物免疫反应及其机制第17-22页
     ·植物的基础免疫反应第18-19页
     ·植物R基因介导的免疫反应第19页
     ·植物的系统获得性免疫第19-20页
     ·植物各种免疫反应之间的相互联系第20-22页
   ·植物R基因及其与病原物相互作用的机制第22-27页
     ·植物R基因的结构特点第22-24页
     ·植物R基因与病原物效应因子相互作用假说第24-27页
   ·参与植物免疫反应的相关元件第27-37页
     ·蛋白激酶第27-29页
     ·激素合成及调节相关因子第29-31页
     ·转录因子第31-33页
     ·植保素第33-34页
     ·活性氧第34-35页
     ·光合作用相关基因第35-36页
     ·蛋白酶抑制剂第36页
     ·病程相关基因第36-37页
   ·水稻及水稻病害第37-45页
     ·水稻稻瘟病和抗病研究第38-42页
     ·水稻白叶枯病和抗病研究第42-45页
   ·通量分析在水稻免疫反应机理研究中的应用及进展第45-55页
     ·基因组重测序(Genome resequencing)第45-46页
     ·表达序列标签(Expressed Sequence Tags,EST)第46-47页
     ·基因表达系列分析(Serial analysis of gene expression,SAGE)第47-48页
     ·抑制性消减杂交技术(Suppression subtractive hybridization,SSH)第48-49页
     ·基因芯片及微阵列技术(Gene chip,Gene microarray)第49-51页
     ·RNA-seq技术第51-52页
     ·蛋白质组学技术第52-53页
     ·酵母双杂交技术(Yeast two hybrid system,Y2H)第53-55页
   ·立题依据和研究目的第55-57页
2 材料与方法第57-71页
   ·实验材料第57-59页
     ·水稻材料第57页
     ·稻瘟病菌材料第57页
     ·白叶枯病菌材料第57-58页
     ·质粒载体与大肠杆菌、农杆菌菌株和酵母菌株第58页
     ·抗体第58页
     ·RNA-seq建库测序试剂第58页
     ·常用分子生物学试剂第58-59页
   ·实验方法第59-68页
     ·水稻材料的栽培条件第59页
     ·稻瘟病菌不同生理小种孢子培养第59页
     ·水稻材料的稻瘟病菌接种第59-60页
     ·白叶枯病菌生理小种的活化、接种和鉴定第60页
     ·实验相关载体的构建第60-61页
     ·农杆菌介导的水稻愈伤组织转化第61-62页
     ·水稻DNA的提取及转化阳性鉴定第62-63页
     ·水稻RNA的提取及基因在转录水平表达量的鉴定第63-64页
     ·水稻原生质体的亚细胞定位分析第64-65页
     ·蛋白相关实验分析第65-67页
     ·转录组文库构建和测序第67-68页
   ·数据分析方法第68-71页
     ·测序数据质量评估第68-69页
     ·参考序列比对分析第69页
     ·基因表达水平分析第69页
     ·样品间基因差异表达分析第69页
     ·差异基因的GO和KEGG富集第69-70页
     ·差异基因间相互作用网络分析第70-71页
3 结果与分析第71-113页
   ·抗稻瘟病基因Pid3转基因水稻材料的抗性鉴定第71页
   ·利用荧光标记的稻瘟菌揭示稻瘟病菌的早期侵染过程第71-72页
   ·转录组测序取材时间点的确定及实验设计第72-74页
   ·转录组测序前RNA的提取、质控及反转录后Marker基因的检测第74-76页
     ·RNA样品的提取和质量检测第74-75页
     ·RNA样品反转录后Marker基因的表达量检测第75-76页
   ·转录组文库构建及转录组数据的产出和注释第76-81页
     ·测序文库构建和数据产出第76-78页
     ·转录组数据注释第78-81页
   ·水稻转录组数据的聚类分析和基因表达情况的Real-time PCR检测第81-82页
   ·Pid3材料的稻瘟病抗、感反应差异基因的筛选第82-83页
   ·Pid3介导抗性反应差异基因的GO和KEGG分析第83-89页
     ·所有差异基因的GO和KEGG富集分析第83-85页
     ·抗、感反应共有差异基因的GO和KEGG富集分析第85-88页
     ·抗感反应各自特异的差异基因的GO和KEGG富集分析第88-89页
   ·植物免疫相关元件在Pid3介导免疫反应中的变化情况第89-95页
     ·蛋白激酶在Pid3材料转录组中的变化情况第89-90页
     ·激素合成及调节相关基因在Pid3材料转录组中的变化情况第90-91页
     ·转录因子在Pid3材料转录组中的变化情况第91-93页
     ·植保素合成基因在Pid3材料转录组中的变化情况第93-94页
     ·病程相关基因在Pid3材料转录组中的变化情况第94-95页
     ·活性氧及光合作用相关基因在Pid3材料转录组中的变化情况第95页
   ·抗、感间差异表达趋势基因之间的pathway富集第95-97页
   ·茉莉酸可能参与早期稻瘟病抗性反应第97-101页
     ·茉莉酸可能参与Pid3介导的抗性反应第97-98页
     ·JA诱导植保素基因的合成第98-100页
     ·在JA合成和信号通路突变体中植保素合成基因的检测第100页
     ·可被JA诱导的PR基因在Pid3材料转录组中诱导表达第100-101页
   ·Pid3和Pi9稻瘟病抗性反应的转录组比较第101-104页
     ·Pi9材料转录组差异基因的功能和通路富集第101-103页
     ·Pid3和Pi9材料与稻瘟菌互作转录组所有差异基因的互作网络第103-104页
   ·稻瘟菌相关基因在混合转录组中的表达变化情况第104-106页
   ·BBTI4在水稻免疫反应中的初步功能研究第106-113页
     ·BBTI4可被稻瘟菌诱导第106-107页
     ·BBTI4的表达存在特异性第107页
     ·BBTI4蛋白定位在细胞质第107-108页
     ·BBTI4可与PID2K体外结合,并被PID2K和XA21K磷酸化第108-109页
     ·BBTI4过表达和RNAi转基因植株的构建第109-110页
     ·BBTI4不参与稻瘟病抗性反应第110页
     ·过量表达BBTI4引起水稻对白叶枯病广谱的抗性反应第110-111页
     ·OX-BBTI4中PR基因受到白叶枯菌的诱导第111-113页
4 讨论与结论第113-121页
   ·利用RNA-seq分析水稻-稻瘟菌互作的动态变化第113页
   ·水稻稻瘟病抗性基因的重要作用及研究抗性基因的重要意义第113-114页
   ·植物免疫反应在早期稻瘟菌侵染过程中的变化情况第114-115页
   ·Pid3从多个方面介导稻瘟病抗性反应第115页
   ·激素在调节植物免疫反应中的变化情况第115-117页
   ·植保素参与水稻稻瘟病抗性反应第117页
   ·NBS-LRR类抗病基因介导稻瘟病抗性反应存在保守性第117-118页
   ·利用RNA-seq分析稻瘟菌转录组第118-119页
   ·BBTI4参与水稻的白叶枯病抗性第119页
   ·主要结论第119-121页
参考文献第121-137页
附录第137-145页
 附表1 用于转录组测序样品的浓度信息第137-139页
 附表2 Real-time PCR定量检测基因表达的引物序列第139-141页
 附表3 Pid3抗病和感病特异表达基因的KEGG富集统计第141-142页
 附表4 致病反应中稻瘟菌特异表达的78个分泌蛋白第142-144页
 附图1 用于转录组测序RNA的甲醛变性胶电泳检测第144-145页
作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果第145页

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