稻曲病菌侵染水稻無雄蕊突變體的顯微結(jié)構(gòu)分析及激活水稻灌漿相關(guān)基因的初步研究.pdf

1、水稻稻曲病(rice false smut，RFS)是由半知菌亞門綠核菌屬綠核菌引起的一種水稻穗部真菌病害，分布廣泛，危害嚴重。不僅危害糧食產(chǎn)量，其產(chǎn)生毒素還危害人畜健康。近年來，該病害逐步上升為我們水稻新三大病害之一。關(guān)于稻曲病的研究也越來越多，但對于稻曲病的發(fā)病機理仍有許多未解之謎。
　　最近研究表明，稻曲病菌特異侵染水稻花絲形成稻曲球，但也有研究者認為花藥和柱頭也可能被侵染。對于花絲是否是稻曲病菌的唯一或必須侵染位點仍不明確

2、。此外，我們前期研究中發(fā)現(xiàn)稻曲病菌侵染水稻穎花導致受精灌漿被阻斷、不能形成種子，但水稻灌漿相關(guān)基因被上調(diào)表達。由此猜測稻曲病菌侵染水稻后可能劫持水稻的灌漿系統(tǒng)，將營養(yǎng)用于稻曲球生長?；诖耍菊撐睦蔑@微切片技術(shù)對一個無雄蕊突變體水稻進行稻曲病菌侵染過程觀察，并對稻曲病菌激活水稻灌漿相關(guān)基因的分子機制開展研究。主要取得了以下研究結(jié)果:
　　(1)稻曲病菌能夠成功侵染無雄蕊突變體水稻，并形成稻曲球，說明花絲并不是稻曲病菌成功侵染水稻

3、穎花所必須的。
　　(2)通過樹脂切片分析，發(fā)現(xiàn)稻曲病菌能夠侵染無雄蕊突變體水稻的子房及柱頭分支。
　　(3)通過對稻曲球進行透射電子顯微鏡分析，發(fā)現(xiàn)被稻曲病菌侵染后的水稻子房細胞出現(xiàn)類似正常灌漿子房細胞中的囊泡結(jié)構(gòu)，暗示稻曲病菌侵染水稻穎花激活水稻灌漿過程。
　　(4)為了明確水稻灌漿基因的激活是否是發(fā)病進程中的重要環(huán)節(jié)，我們鑒定了灌漿缺陷突變體水稻gif1、risbz1和pdil-1，下一步將對其進行稻曲病菌接種，

4、分析發(fā)病進程及稻曲球形成的變化。同時，我們構(gòu)建了種子灌漿相關(guān)基因融合報告基因的轉(zhuǎn)基因水稻，為明確稻曲病菌激活水稻灌漿基因的時空特征提供了材料基礎。
　　(5)利用熒光素酶雙報告系統(tǒng)篩選出三個能夠激活灌漿相關(guān)基因OsRISBZ1的稻曲病菌效應因子:UvGFA（Ustilaginoidea virens grain filling actor）1，UvGFA2，UvGFA3。目前，正對這三個效應子進行轉(zhuǎn)基因功能驗證。
　　(6)

5、利用本生煙瞬時表達系統(tǒng)對稻曲病菌效應因子進行亞細胞定位研究，發(fā)現(xiàn)Uv_1214等15個效應因子定位在核上和膜上，Uv_1114等6個效應因子定位在膜上和質(zhì)體上，Uv_1324等7個效應因子定位在膜上，效應因子UvGFA3則呈點狀分布。
　　綜上所述，本研究通過對無雄蕊水稻突變體進行稻曲病菌人工接種，發(fā)現(xiàn)在沒有花絲的情況下稻曲病菌也能夠侵染水稻并形成稻曲球，突變體子房和柱頭分支可被侵染，說明花絲并不是稻曲病菌的唯一侵染位點。稻曲病菌