大豆疫霉RxRL效应分子Avh23在病原菌侵染寄主过程中的功能研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

由大豆疫霉(phytophthorasojae)侵染大豆引起的疫霉根腐病是大豆生产上的毁灭性病害之一，目前，大豆疫霉根腐病在亚洲、非洲、欧洲、南北美洲和大洋洲的二十多个国家的大豆主产区均有发生,每年给全球造成高达十几亿美元的经济损失。近几年来,随着中国从上述地区进口大豆的日益增加，在中国的部分地区也陆续发现有大豆疫霉的危害。因为大豆和大豆疫霉的互作符合基因对基因学说，合理利用大豆的抗病基因是控制大豆疫病的最有效的措施。在美国含有抗病基因rps1c和rps1k的大豆品种已经推广使用了多年，取得了很好的防治效果。因此，研究大豆的抗性基因和大豆疫霉的无毒基因在分子水平上的互作机理是解析病害发生机制和开发病害控制措施的重要途径。

在探索植物与病原生物之间分子互作机制的过程中，通过借鉴植物病原细菌以及人类病原物疟原虫等以外泌蛋白为焦点的研究成果（nomuraetal.,2006），在植物病原卵菌基因组中发现并鉴定了一类rxlr蛋白家族效应分子（rehmanyetal.jiangetal.,2008），该rxlr家族效应分子能够通过信号肽分泌到病原菌体外，并通过与植物细胞膜的分子结合自主进入植物细胞中(whissonetal.,2007;douetal.,2008a;kaleetal.,2010)而这些效应分子正是与卵菌的侵染过程有关，通过对侵染寄主植物的主效效应分子的作用机理进行研究，明确效应分子在寄主中的作用靶标，将有利于对病原菌致病机理的研究。

发根农杆菌同根癌农杆菌一样，都可以作为一种有效的植物基因转化体系。利用植物双元表达载体进行基因转化，除了含有ri质粒之外，还含有一个外源质粒，外源质粒表达载体主要用于克隆目的基因片段，徐纪明等（2008）构建的pbin-35s-gfp外源表达质粒，转入发根农杆菌k599用于侵染植物外植体形成转基因不定根，不定根能在蓝色激发光下发出强烈的绿色荧光，表明基因能在转基因不定根中高效表达，用于转基因不定根的快速鉴定。毛状根可以作为研究作物根部病虫害病理的良好材料，hyeond等(2000)构建了发根农杆菌k599双元质粒表达载体，含有pbi121和pbinm-gfp-er，载体上含有nptⅡ.gus和gfp标记基因，并以大豆子叶作为外植体进行转化，获得毛状根繁殖之后接种大豆根结线虫，此体系的建立用于大豆根结线虫抗性基因的选择。

2. 研究的基本内容和问题

1.在本氏烟和大豆上单独表达PsAvh23后，再接种病原菌，弄清PsAvh23在病原菌侵染过程中起正调控还是负调控作用。

2.通过酵母筛库技术，找到PsAvh23在大豆中的互作靶标，从而解释PsAvh23在病原菌侵染过程中的毒性功能或是无毒性功能。

3. 研究的方法与方案

研究方法：

1.利用本氏烟上的农杆菌瞬时表达蛋白技术，将psavh23在烟草上过表达，24h后在注射部位接种辣椒疫霉，24h后统计分别过表达psavh23和gfp的烟草叶片上的病斑直径。

2.利用根毛转化技术，得到过表达psavh23的大豆根毛，分别在过表达psavh23和gfp的大豆根毛上接种大豆疫霉菌丝块，24h后在荧光显微镜下观察并统计侵染的根毛上卵孢子数量。

4. 研究创新点

Avh23在本实验是首次被拿来研究，其在病原菌侵染过程中的生物学功能值得被探讨。

5. 研究计划与进展

2015.8-2015.10酵母筛库、种烟草

2015.10-2016.1根毛转化，得到过表达根毛、psavh23及其靶标互作酵母验证

2015.11-2015.12烟草上psavh23的毒性研究2016.2-2016.3根毛上psavh23的毒性研究