1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
植物的抗性机制可以分为先天免疫和诱导抗性两个方面,其中诱导抗性是植物识别病原菌的保守分子模式PAMP(Pathogen-associatedmolecularpattern)产生的PTI(PAMPtriggeredimmunity)和识别效应分子产生的ETI(Effectors-triggeredimmunity)(Chisholmetal.,2006;JonesDangl,2006;BianchiME,2007)。植物的诱导抗性是由体内复杂的信号网络调控的。伴随这一过程,植物体内会发生一系列生理生化变化,如活性氧迸发、抗病相关信号通路的启动、细胞壁的加厚和气孔的关闭、过敏性坏死反应等等(Rajan,2003;Murrayetal.,2013)。已有研究证明,激酶(Renetal.,2010)和转录因子(PandeySomssich,2009;Yuanetal.,2013;Chengetal.,2013)在植物的PTI和ETI过程中发挥重要作用。作为参与调控植物产生诱导抗性的关键因子之一,转录因子已成为植物防卫反应研究中的重要突破口。
转录因子其主要功能是激活或抑制下游基因的转录。自1987年Paz-Ares首次报道玉米转录因子基因的克隆以来,已发现的编码高等植物转录因子的基因已达数百种。依据转录因子DNA结合结构域和保守功能域的不同,而分为不同的家族(Schwechheimeretal.,1998)。近年来,对大量的植物转录因子研究发现,它们中有许多家族直接或间接调控植物的防卫反应,如:ERF/AP2、bZIP、MYB、MYC、NAC、WRKY和HSF(Singhetal.,2002;VinocurAltman,2005;Yamaguchi-ShinozakiShinozaki,2006;PandeySomssich,2009)。这些转录因子通过与其调控的基因启动子区相关顺式作用元件的特异性结合进而直接调控植物靶基因的转录表达,或形成同源、异源二聚体,或与其它的蛋白质互作形成某种活化形式参与相应的信号转导,形成抗病相关基因表达的调控网络,这种转录调控可启动下游一系列基因的表达,从而调控植物抗病反应(刘蕾等,2008)。通过基因工程手段使一个抗病相关转录因子基因在植物中适度过量表达就相当于转入了多个抗病基因,从而提高植物综合抗病能力。因此,抗病相关转录因子的研究对植物抗病基因工程有重要意义。
现阶段对转录因子的研究主要以一些模式植物为主,如拟南芥(Arabidopsisthaliana)、烟草(Nicotianatabacum)、水稻(Oryzasativa)等。并集中在转录因子的分离克隆、功能、特性研究方面,有关其对下游基因调控机制的研究甚少,特别是在转录因子所介导的植物应答反应过程中的研究仍很模糊,尚无法确定其上、下游结合因子以及在各种抗病信号转导过程中的作用。另外传统上研究转录因子,是基于遗传学的方法,通过基因过表达或缺失突变体的异常表型来分析的(崔艳红,2009)。因其需要得到大量的转基因植株而表现出耗时长、工作量大的问题。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标:
初步鉴定到本氏烟中抗病相关的WRKY类转录因子。
研究内容:
3. 研究的方法与方案
研究方法和实验方案:
(一)本氏烟与烟草疫霉互作转录组(RNA-seq)数据库的建立。
(二)数据库生物信息学分析,挑选出可能受疫霉诱导上调表达的WRKY类转录因子。
4. 研究创新点
采用在本氏烟中建立的高通量VIGS技术,研究抗病相关关键转录因子功能。
5. 研究计划与进展
2014年8月2014年9月:
本氏烟中疫霉抗性相关WRKY类转录因子数据的生物信息学分析。
2014年9月2014年10月:
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