1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
芽孢杆菌属(Bacillus)是一类重要的植物根围促生菌(Plant Growth Promotion rhizobacteria, PGPR),与植物之间存在着有益的互作关系[1]。
枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)是芽孢杆菌中比较具应用潜力的菌种之一。
近年来国内外对于芽孢杆菌各方面应用的研究日益增多,枯草芽孢杆菌作为一种生防细菌越来越引起人们的关注[2]。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标:采用Real-Time PCR验证分析解淀粉芽孢杆菌B. amyloliquefaciens FZB42与籼稻9311互作后,诱导植物抗病性相关基因的表达及信号通路分析,探究芽孢杆菌在诱导植物抗病性方面的作用机制。
研究内容:本实验室已经完成了模式菌株解淀粉芽孢杆菌B. amyloliquefaciens FZB42与籼稻9311互作后的转录组测序分析。
本研究用解淀粉芽孢杆菌B. amyloliquefaciens FZB42处理水稻籼稻9311(全基因组已测序),分别提取水稻叶部及根部RNA,反转录为cDNA,然后进行Real-Time PCR检测和验证转录组测序分析结果,分析芽孢杆菌处理水稻后启动的信号传导通路和代谢通路,探究芽孢杆菌促进植物生长及诱导植物抗病性的作用机制。
3. 研究的方法与方案
研究方法: (1)平板划线法和芽孢杆菌菌悬液制备;(2)试剂盒法和Trizol法提取RNA;(3)采用Real-Time PCR技术分析通路信号差异。
技术路线:植物材料培养(28C,光周期16h/8h,10 d左右)→芽孢杆菌菌悬液制备→芽孢杆菌处理水稻根部→不同时间提取根部和叶部RNA提取→将RNA反转录为cDNA→Real-Time PCR检测信号通路基因→解析芽孢杆菌启动的水稻抗病信号通路可行性分析:项目组所依托的植保学院植物病理系分子植物病理学实验室实验设备齐全,长期从事芽孢杆菌相关研究,积累了丰富的生物防治的经验,可以为本项目的实施提供理论指导。
4. 研究创新点
本研究通过转录组水平的测序分析(RNA-Seq),对芽孢杆菌与水稻互作后,水稻根部及叶部对生防芽孢杆菌的应答反应,通过分析差异表达基因所影响的信号传导通路和代谢通路,探究芽孢杆菌促进植物生长及诱导植物抗病性的作用机制。
5. 研究计划与进展
2014年9月--10月 植物材料培养(28C,光周期16h/8h,10 d左右),芽孢杆菌菌悬液制备,芽孢杆菌与水稻根部互作处理,学习RNA提取方法。
2014年11月--12月 熟练RNA提取方法,学习反转录和Real-Time PCR技术进行试验。
2014年12月 进行多次重复实验,针对问题进行探究,得到正确合适的试验方法和试剂的合适用量。
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