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橡胶树白粉病是橡胶树最具经济破坏性的病害之一,其病原物—橡胶树白粉菌Oidium heveae Steinm是专性寄生真菌,有性世代尚未被发现,特别是其无法离体培养,遗传转化体系未见报道。本研究通过研究橡胶树白粉菌的专性寄生特性及其生理生化特性,对转化介质、分生孢子悬浮液的配制方法、分生孢子的抗生素敏感性、转化子的筛选与观察方法、报告基因的选择及电击缓冲液等多方面进行了研究。利用电击转化法和农杆菌介导法(ATMT)成功构建了橡胶树白粉菌的遗传转化体系,并在橡胶树白粉菌基因组基础上,筛选和鉴定了来自橡胶树白粉菌的50个内源启动子,为进一步优化橡胶树白粉菌遗传转化体系、开展更深入的分子研究,以及探明白粉菌的致病分子机制和生物进化提供科学依据。具体研究结果如下:测试了8种常用抗生素对O.heveae分生孢子的敏感性。结果表明,潮霉素B、卡那霉素和链霉素浓度为100μg/m L,氯霉素浓度为510μg/m L和头孢霉素浓度为1000μg/m L时,可以有效地抑制O.heveae分生孢子的萌发。氨苄青霉素、利福平和四环素对橡胶树白粉菌分生孢子的萌发和生长没有明显的抑制作用,甚至部分还能促进分生孢子的萌发。8种抗生素中仅潮霉素B对橡胶树古铜期嫩叶具有明显的植物毒性。因此,确定卡那霉素、氯霉素、头孢菌素和链霉素抗性的基因适合于用作橡胶树白粉菌遗传转化的选择标记。测定葡萄糖、甘露醇、山梨醇、HEPES、PEG1000不同浓度的水溶液对橡胶树白粉菌分生孢子萌发的影响。结果表明,只有40 m M的HEPES对橡胶树白粉菌分生孢子的影响最小,与对照组水溶液非常接近。因此确定40 m M的HEPES作为橡胶树白粉菌电击转化的电击缓冲液。选择卡那霉素抗性基因为筛选标记,引入红色荧光蛋白基因m Cherry为报告基因,成功构建表达载体p CAMBIA1302-m Cherry。在常规电击转化和ATMT法的基础上改进和创新,优化各类参数。转化后通过荧光显微镜观察到分生孢子、芽管、附着胞、初生菌丝、次生菌丝和分生孢子梗都具有红色荧光,而对照组野生型无荧光。转化后的橡胶树白粉菌T1到T10代都扩增到m Cherry基因,证明转化体非常稳定。PCR-Southern印迹杂交分析也证实靶基因整合进了橡胶树白粉菌的基因组中。电击转化体系优化条件为:分生孢子悬浮液制备:浓度106个/m L;助剂0.01%吐温80;制备时间:5~10 min;电击转化前混合物(载体DNA和O.heveae)的冰浴时间:1 min;电击转化的电压:2.5 kv;电脉冲,4.0 ms;电穿孔后的冰浴时间:5 min。ATMT体系优化条件为:分生孢子悬浮液制备:浓度106个/m L;助剂0.01%吐温80;制备时间:5~10 min;农杆菌复摇浓度:OD600=0.6~0.8;共培养时间:30 min。该电击转化和ATMT法转化体系的成功建立,对于研究外源基因的功能,相关效应蛋白的功能,橡胶树白粉菌的分子致病机制及其与宿主的互作都是非常有利的,更为其它专性寄生真菌的遗传转化提供了借鉴。以橡胶树白粉菌HO-73基因组数据为基础,利用生物信息学在线软件Promoter Scan进行启动子预测,得到疑似启动子135个。随后利用生物信息学在线预测软件Softberry进行二次筛选,得到50个疑似启动子序列。成功克隆获得50个内源疑似启动子序列并构建了其植物表达载体,利用烟草转基因技术进行瞬时表达验证其启动子功能,验证得到9个内源启动子。通过与阳性对照Ca MV 35S(35S)启动子的比较,初步判断其中4个(WY7、WY51、WY193和WY195)为强启动子,另5个(WY1、WY6、WY12、WY181和WY196)为弱启动子。通过q RT-PCR技术测定4个强启动子(WY7、WY51、WY193和WY195)调控GUS基因的表达量,均明显高于35S。其中WY195调控GUS基因的表达量最高,约为35S的17.54倍;WY7约为35S的11.72倍;WY51约为35S的8.38倍;WY193约为35S的8.34倍。利用橡胶树白粉菌内源强启动子WY7、WY51、WY193和WY195驱动GUS基因在双子叶植物烟草、橡胶和火龙果,以及单子叶植物水稻、玉米和大麦中进行瞬时表达,探索其调控转录范围。结果证明这4个强启动子既可以在单子叶植物中驱动外源基因高效表达,也可以在双子叶植物中驱动外源基因高效表达,具有极大的开发潜力。利用生物信息学在线软件Plant CARE对这4个强启动子的序列进行了顺式作用元件的预测和分析,根据顺式作用元件的类型和作用推测启动子的诱导类型,并通过对该4个启动子转基因烟草T1代实施相应诱导,初步确定了WY7为高温诱导启动子,WY51为低温诱导启动子,WY195是高温干旱盐诱导启动子。WY193的启动子诱导类型尚未确定。利用ATMT法获得了WY195-hpa Xm转基因烟草植株。接种TMV于T1代转基因植株,结果表明,与野生型三生烟和阳性对照35S-hpa Xm转基因烟草相比,WY195-hpa Xm转基因烟草植株的TMV抗性明显提高。WY195-hpa Xm转基因T1代植株与野生型烟草相比平均病斑数减少66.44%,与阳性对照相比平均病斑数减少52.48%。通过在线数据库PROMO和JASPAR数据库进行转录因子及其结合位点的预测和分析,以此为依据确定突变位点,利用渐变缺失突变对WY195的全长序列研究,瞬时表达量的测定结果初步鉴定了WY195的全长序列,这为后续工作中对启动子精确调控能力、进行有效改造及相关转录因子的研究奠定了基础。内源启动子的成功预测、筛选和鉴定,有利于理解橡胶树白粉菌的转录机制,也为构建其遗传转化体系提供了参考,更为植物转基因工程提供了新的工具和选择。