1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
卵菌可引起发毁灭性的植物病害,如马铃薯晚疫病、瓜菜类霜霉病、烟草黑胫病、茄类作物的某些根腐病等,在世界范围内造成巨大的经济损失。
随着测序技术的发展,数个疫霉菌的基因组序列测序已经完成[1-3],极大的推动了卵菌的研究。
卵菌在与寄主植物互作的过程中,会分泌大量的效应因子进入寄主细胞,从而引起一系列的生理生化反应,如干扰寄主细胞的代谢和防卫反应等,进而促进自身的侵染与繁殖[4]。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标:初步明确辣椒疫霉菌RxLR103在致病中的作用,为进一步揭示RxLR103的作用机制奠定基础,从而为认识疫霉菌的致病机制提供线索。
研究内容:1)RxLR103对植物防卫反应的影响分析;2)辣椒疫霉RxLR103表达模式分析;3)RxLR103亚细胞定位分析;4)RxLR103诱导植物细胞死亡活性分析。
拟解决的关键问题:初步明确辣椒疫霉菌效应因子RxLR103的毒性功能,为认识疫霉菌的致病机制提供线索。
3. 研究的方法与方案
研究方法:1)RxLR103各种表达载体的构建;2)利用农杆菌介导的植物瞬时表达技术,分析RxLR103对植物防卫反应的影响;3)激光共聚焦显微观察RxLR103的亚细胞定位;4)利用农杆菌介导的植物瞬时表达技术分析RxLR103诱导细胞死亡的活性。
技术路线:RxLR103对植物防卫反应的影响分析辣椒疫霉RxLR103表达模式分析RxLR103亚细胞定位分析RxLR103诱导植物细胞死亡活性分析实验方案:一、种植和培育本氏烟,在温室(16 h光照、25 ℃;8 h黑暗、20 ℃)中种植,供实验所用;二、制备大肠杆菌DH5α和农杆菌GV3101感受态细胞;1.大肠杆菌DH5α感受态细胞的制备:① 从甘油菌中活化大肠杆菌,37 ℃(尽量划出单菌落);② 挑单菌落摇菌(LB培养液,MgSO4 20 mM终浓度),37 ℃ 200 rpm过夜;③ 扩培1:50或1: 100接种于l00 mL LB (LB液,MgSO4 20 mM) 22 ℃ 4 h左右;④ 待OD600=0.2-0.3时,至于冰上10 min;⑤ 4 ℃ 3000 rpm 10 min收集菌液,弃上清;⑥ 用8 ml液体悬浮(0.6 ml DMSO 7.4 ml TB);⑦ 80 ul分装,冰上操作,分装后迅速放于-70 ℃保存;2.农杆菌GV3101感受态制备:① 从-70 ℃冰箱中取出GV3101甘油菌,用接种针在不含抗生素的LB平板上划线,30 ℃培养48 h,生长出单菌落;② 牙签点新菌落于4 ml LB培养液中30 ℃ 200 rpm振荡培养2 d,取3 ml 培养液于200 ml三角瓶中150 rpm振荡培养8 h至OD600=0.8后,冰上放置10 min;③ 分装入50 ml离心管中,天平平衡,5500 rpm 4 ℃离心10 min;④ 弃上清,用10 ml预冷的灭菌超纯水重悬,重悬尽量彻底无小块沉淀。
天平平衡,5500 rpm 4 ℃离心10 min;⑤ 重复④过程3次;⑥ 弃上清,加入2 ml 15%的甘油,用移液器轻轻吸打使细胞重悬;⑦ 冰上分装100 μl细胞重悬液于预冷的1.5 ml EP管中;⑧ 液氮速冻,于-70 ℃冰箱保存备用。
4. 研究创新点
本研究有如下特色和创新之处:1)实验材料方面:本研究利用辣椒疫霉菌-本氏烟互作模式体系,开展疫霉菌RxLR效应因子毒性功能的研究,为后续深入研究效应因子的作用机制提供了便利。
2)实验方法方面:本研究利用农杆菌介导的瞬时表达技术,在本氏烟上开展效应因子毒性功能的研究,该方法简便、易操作,并适合于大规模高通量的效应因子功能分析。
5. 研究计划与进展
2014年9月 本氏烟等实验材料的准备以及RxLR103表达模式分析;2014年10月RxLR103各种表达载体的构建;2014年11月RxLR103亚细胞定位及诱导植物细胞死亡活性分析。
