1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
水稻(oryza sativa)是世界上最重要的粮食作物之一,全球约一半以上的人口以水稻为主食。
由稻瘟病菌(magnapthe yzae)引起的稻瘟病是水稻生产的主要限制因素之一,严重威胁世界的粮食生产。
据统计,在1975-1990年的16年间,由稻瘟病引起的全球水稻产量损失高达1.57亿吨。
2. 研究的基本内容和问题
研究内容:本研究选取guy11为侵染菌株,日本晴(nipponbare)为水稻宿主。
以guy11的孢子悬浮液侵染日本晴,于0h、96h两个时间点取样,对两个样品中的总蛋白进行高通量测序并进行生物信息学分析,主要关注水稻在稻瘟菌侵染后表达量显著上调和下调的蛋白,通过蛋白数据库分析从而获得表达这些蛋白的基因序列并将其克隆,随后将克隆得到的基因转入水稻原生质体,研究水稻在受到稻瘟菌侵染后与抗病相关基因的功能。
拟解决的关键问题:(1)原生质体转化体系存在不稳定性。
3. 研究的方法与方案
研究材料:水稻(日本晴)、稻瘟病菌(guy11)、水稻原生质体、稻瘟菌激发子。
研究方法:1、侵染:将滤纸片上保存的guy11菌株接种于pda培养基上进行活化,5-7d后转接至rdc培养基上,28℃培养7d左右,刮除菌丝,放于黑光灯下诱导产孢2-3d,用无菌水刮洗平板,配置含有0.2明胶的孢子悬浮液,接种1*105浓度的孢子悬浮液于生长14d的日本晴植株(每25株喷8ml),前二十四小时保湿、黑暗处理,于0h、96h取样,每包2g(约25株),液氮冷冻之后放于-80℃保存。
2、水稻在稻瘟菌侵染后总蛋白的生物学分析:对0h、96h的水稻侵染样品以二甲基同位素标记的方法进行高通量测序,将得到的水稻总蛋白进行生物学分析。
4. 研究创新点
目前控制稻瘟病的方式主要是使用农药和培育抗稻瘟病的水稻新品种,但是两种方法都有一定的缺点。
现今对稻瘟病的研究多数集中在对稻瘟病菌的营养生长、无性繁殖、附着胞形成、以及菌丝发育机制等方面,对调控水稻与稻瘟病菌互作的水稻基因的认识还相对有限。
本研究以蛋白组学手段入手,获得水稻在侵染后显著变化的蛋白,并对鉴定到的蛋白进行生物信息学分析,可得到表达这些蛋白的基因。
5. 研究计划与进展
2014年2月-2014年9月 稻瘟菌侵染水稻; 质谱及生物信息学分析后获得水稻稲瘟菌抗性相关蛋白2014年9月-2015年2月 抗性相关基因的克隆及表达载体的构建。
2015年3月-2015年9月 水稻原生质体转化系统建立以及相关指标检测系统的建立2015年10月-2016年3月 在水稻原生质体中对抗病相关基因的研究;2016年3月-2016年5月 补充实验数据; 撰写学位论文。
