稻曲病菌侵染水稻無雄蕊突變體的顯微結構分析及激活水稻灌漿相關基因的初步研究.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。不僅危害糧食產量，其產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，但水稻灌漿相關基因被上調表達。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?，本論文利用顯微切片技術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基因的分子機制開展研究。主要取得了以下研究結果:
　　(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)現被稻曲病菌侵染后的水稻子房細胞出現類似正常灌漿子房細胞中的囊泡結構，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，我們構建了種子灌漿相關基因融合報告基因的轉基因水稻，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