稻瘟菌诱导性水稻色氨酸脱羧酶基因的cDNA克隆

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1、中国农业大学硕士学位论文稻瘟菌诱导性水稻色氨酸脱羧酶基因的cDNA克隆姓名：薛敏峰申请学位级别：硕士专业：植物病理学指导教师：彭友良20040601摘要植保素是植物抵抗外来生物或非生物因子的侵袭而产生的低分子量抗菌活性物质。是植物抗病反应中一类重要的抗菌物质。其在受病原菌侵染的植物体内被诱导合成并积累，这被认为是重要的抗病机理之一。通过克隆有关植保素合成的关键酶基因，将之转入植物体内，以提高植保素的积累水平，增加植物对病原物的抗性。范军和彭友良(1996)在非亲和性稻瘟菌接种的水稻叫片中发现两种色胺类植保素，它们在非亲和性稻瘟菌接种48小时后的水稻叶片中有明显的积

2、累。根据化学结构推测，色胺是这两种植保素的前体之一。色氮酸脱羧酶在植物体内催化色氨酸脱羧生成色氨。据此推测：在水稻受到稻瘟菌侵染后，可能有色氮酸脱羧酶的诱导表达，它参与了植保素的生物合成，进而参与了水稻的防御反应。通过水稻基因组序列分析，发现水稻基因组中存在有6个基因，其推测的氨基酸序列包含有依赖磷酸毗哆醛的氨基酸脱羧酶的保守结构域，并与己知的芳香族氨基酸脱羧酶的氨基酸序列有较高的同源性。在水稻eDNA序列数据库中发现了与其中三个基因有极高同源性的eDNA序列。从基因组中扩增并克隆了这六个基因的部分DNA片断。从抗病稻叶的eDNA文库中扩增并克隆了RICETDC5

3、的部分eDNA片断。用已克隆的RICETDC5片断为探针筛选抗病稻叶的eDNA文库，得到了44个阳性克隆。对RICETDC5基因进行了表达动态分析。发现它在水稻叶片受非亲和稻瘟菌接种后于36、48、60小时有显著积累；其在水稻叶片受亲和性稻瘟菌接种后于48、60小时有少量积累。说明该基因为稻瘟菌诱导表达的。关键词：稻瘟菌，eDNA克隆，色氨酸脱羧酶AbstractPhytoalexinsarelow-molecular-weightantmierobialcompoundsutilizedbyplanttoresistbiologicalornonebiologi

4、calinvadingfactors．whichissecondarymetabolicproduct．Theyamimportantfungiresistantmaterialsandthoughttobeanimportantmechanisminplantresistancefortheirinducedsynthesisafterinfectionofpathogen．Theyhavegreatstructuraldiversity,andvariedinbiosyntheticpathways．Ithadbeenrepogedthatintroducti

5、onofgeneofkeyenzymeinphytoalexinsbiosynthesisincreaseditsexpressionlevelandtheaccumulationofphytoalexin，resultedinincreasedresistancetopathogen．FanandPengisolatedtwophytoalexinsinriceinoculatedwithincompatibleraceofMagnaporthegrisea．Theyaccumulatedinriceafter48hours．Accordingtotheirch

6、emicalstructure，tryptamineisprecursorofthesetwophytoalexins．ItCaRbeinferredthatTDCinvolvedinriceresistancereactiontoMagnaporthegrisea．6geneswerefoundfromricegenomedatabasecontainingpyddoxal-dependantdecarboxytaseconserveddomain．ThesefragmentshadbeenamplifiedfromgenomicDNA，andcloned．Af

7、ragmentofRICETDC5hadbeenamplifiedfromeDNAlibraryofresistantriceand+usedtoscreentheeDNAlibrary．ResultsofNorthernblottingindicatedthatinfectionofMagnaporthegriseacouldsignificantlyinducetheRICETDC5transcripts，andtheaccumulationlevelofRICETDC5werehigherandmoredurableinincompatibleracejnf

8、ected