论文部分内容阅读
白菜类作物属于十字花科(Cruciferae)芸薹属(Brassica)植物,主要含有三个亚种,即大白菜(B.rapa ssp.pekinensis)、不结球白菜(B.rapa ssp.chinensis)和芜菁(B.rapa ssp.rapa)。本文的研究对象不结球白菜原产于我国,是一种广泛种植的叶菜类蔬菜,以其丰富的营养、较短的生长期,独特的风味,深受国内外人们的喜爱。芜菁花叶病毒(Turnip mosaic virus,TuMV)是马铃薯Y病毒属的成员,是危害芸薹属作物的主要病原,感染TuMV的植物会出现黄化、皱缩、矮小等症状,严重影响不结球白菜的品质和产量。本文对83份不结球白菜的TuMV的抗病性进行了全基因组关联分析,并对不同时间段感染TuMV的“49菜心”进行iTRAQ分析,探究病毒长距离运输的机制,通过实时定量对候选基因表达量进行分析,发现大部分基因在接种后表达量上升,与测序结果一致。本研究结果如下:1、对83个不同品种的不结球白菜进行TuMV接种实验,以病毒CP含量为基础进行全基因组关联分析,发现SNP主要集中在9号和10号染色体,筛选出17个与抗病相关的基因。然后对筛选出的基因在不结球白菜NHCC001、NHCC003和拟南芥突变体中进行验证,利用实时定量的方法分析其表达量变化,最后发现大部分基因在抗病材料NHCC001中表达量上升,在感病材料NHCC003中表达量下降,初步确定这些基因参与植物的抗病过程。关联分析得到基因涉及R基因、PR基因、J蛋白家族基因、SEC14蛋白家族基因、转录因子、甲基转移酶等,涉及多个抗病机制,如蛋白泛素化、甲基化、ROS和HR等,植物抗病过程是一系列抗病蛋白和防御机制共同作用的结果。2、采集了“49 菜心”接种后第 7d(TuMV-7)、第 14d(TuMV-14)和第 21d(TuMV-21)的茎和叶柄,基于iTRAQ的蛋白质组学技术,鉴定出了 6043种不同的蛋白质,在TuMV-7/对照组、TuMV-14/TuMV-7、TuMV-14/对照组、TuMV-21/TuMV-7、TuMV-21/TuMV-14 和 TuMV-21/对照组中分别发现了 323、240、285、203、253 和 363个差异表达的蛋白质,对所有鉴定到的蛋白质进行功能注释分析,所有差异表达蛋白质进行功能富集分析,发现胞间连丝和Ca2+在TuMV长距离运动中起着不可或缺的作用;热激蛋白、病原相关蛋白与活性氧物质防御系统共同作用。筛选出27个与病毒长距离运输和抗病性有关的基因,与病毒长距离运输有关的蛋白大多与钙离子、质膜和胞间连丝有关,与抗病相关的蛋白大多与代谢和次级代谢过程、氧化反应、热激反应和植物-病原菌互作模式等有关。24个上调基因和3个下调基因,表达趋势与iTRAQ测序结果一致,初步确认这27个基因与病毒长距离运输和抗病性有关。