水稻叶鞘原生质体转化体系的构建及Pik-H4和AvrPik-H4蛋白的瞬时表达

【目的】探索水稻叶鞘原生质体最佳游离时间以及转化时间,提高瞬时表达效率,在蛋白水平对目的基因进行检测且大批量表达。探索该系统表达抗稻瘟病蛋白Pik1-H4、Pik2-H4及无毒蛋白Avr Pik-H4的可行性,对目的基因的功能进行分析。【方法】以高抗稻瘟病品种H4及对照品种中二软占作为试验材料,利用1/2 MS培养基种植水稻幼苗25℃恒温培养7—10 d。利用纤维素酶及离析酶对水稻叶鞘进行酶解,血球计数板分别统计游离1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11和12 h的细胞数目获得最佳的酶解时间。将目标基因Pik1-H4、Pik2-H4及Avr Pik-H4分别与GFP融合,构建瞬时表达载体,利用PEG介导转入水稻叶鞘原生质体。设置转化10、12、14、16、18、20、22和24 h,分别提取细胞总RNA,UBQ管家基因为对照,设计GFP特异性扩增引物,利用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)检测GFP的相对表达量,探索最佳的转化时间。通过激光共聚焦扫描显微镜对目标基因进行亚细胞定位观察,推测基因功能。提取细胞总蛋白,以Anti-GFP为一抗用Western blot对目标蛋白表达进行验证。【结果】相对室温土壤栽培,营养丰富且均衡的1/2 MS培养基恒温种植的水稻幼苗质量更优质,活力更高。游离时间的长短对游离效率影响较大,游离的最佳时间为4—6 h,在3—4 h细胞游离数目增长速度最快,4—6 h细胞数量趋于平稳,6 h以后细胞总量呈现下降趋势,特别是7 h以后,显微下细胞碎片增多,细胞死亡速度加快。检测GFP的相对表达量,获得最佳转化时间为14—16 h,16 h达到最高值,之后逐渐下降。随着时间的推移,荧光显微镜下观察到GFP蛋白发出的荧光逐渐淬灭。亚细胞定位观察发现Avr Pik-H4蛋白主要被定位于水稻细胞膜上,初步推测是一种膜蛋白,通过某种形式运输到宿主细胞作为激发子触发一系列反应。Pik-H4是高效广谱抗稻瘟病基因,分为Pik1-H4和Pik2-H4两个部分,Pik1-H4主要定位在内质网,Pik2-H4主要定位在质体,从定位结果初步推定Pik1-H4可能主要参与Avr Pik-H4蛋白的识别反应,Pik2-H4主要起到调控下游抗病的作用。Western blot结果显示目标蛋白表达成功,分子大小正确。Pik1-H4和Avr Pik-H4的表达量高于Pik2-H4,说明分子量的大小不是影响转化效率的关键因素。【结论】水稻叶鞘原生质体瞬时表达系统具有高效快速的特点,通过对游离及转化时间的探索为水稻瞬时表达体系的广泛实践应用提供参考。目标基因的成功表达为Pik-H4与无毒蛋白互作机制的研究提供了有价值的理论依据。     

229份水稻品种及重要育种材料抗稻瘟病Pik位点基因型鉴定

Pik位点包含Pi-k、Pi-km、Pi-kp、Pi1、Pi-kh等抗稻瘟病等位基因,在我国水稻抗病育种中具有重要应用价值。本研究对229份水稻品种及重要育种材料的Pik位点进行基因型鉴定。利用K/N-单元型分子标记对水稻材料Pik位点进行多态性分析,鉴定了80份材料为K1K2功能性基因型。进一步通过Pi-k、Pi-kp和Pi1功能分子标记检测,结合功能多态位点序列分析,从80份K1K2型材料中,鉴定了黑稻、京虎B为Pi-k基因型;软米谷为Pi-kp基因型;恩恢99-64为Pi1基因型。研究还发现,高配合力强优恢复系闽恢3301的Pik位点为功能性K1K2基因型,其K1K2片段的序列与已克隆Pi-k、Pi-km、Pi-kp、Pi1、Pi-kh等位基因的序列存在差异,表明闽恢3301的Pik位点可能存在一个新等位基因。本研究明确了229份水稻材料Pik位点的K/N-基因型,结果可为水稻抗稻瘟病育种和品种合理布局提供参考。     

水稻骨干恢复系川恢907抗稻瘟病基因聚合与精准改良

【目的】精准改良骨干恢复系川恢907稻瘟病抗性,为培育抗稻瘟病杂交水稻新品种提供优良恢复系。【方法】本文通过多代回交与分子标记辅助选择技术相结合,以五山丝苗为抗稻瘟病基因Pi2供体,精准改良骨干恢复系川恢907(含有抗稻瘟病基因Pik和Pita)的稻瘟病抗性。【结果】经T检验,改良后聚合了Pi2、Pik和Pita 3个抗稻瘟病基因的新川恢907与原始材料间的主要农艺性状无显著差异;基于NY/T 1433-2014中48对SSR引物对其进行指纹图谱鉴定,二者之间无差异;经稻瘟病病圃田间抗性鉴定,新川恢907稻瘟病叶瘟1级、颈瘟1级,综合抗病指数1.0,抗稻瘟病。【结论】通过抗病基因聚合,显著提高了川恢907的稻瘟病抗性,保持了川恢907的原有优良特性。     

水稻品种空育131稻瘟病抗性基因座Pik鉴定及抗性分析

粳稻品种空育131具有熟期早、丰产稳产及耐低温冷害等优点,自引入我国后,已成为北方水稻种植区的重要品种之一,对该地区的粮食生产起着重要作用。利用Pik基因座的Pik、Pi1、Pik-p、Pik-m等功能基因的特异分子标记,对空育131基因型进行检测及分析,并在福建省上杭县稻瘟病重发区进行稻瘟病抗性鉴定。结果表明:空育131品种中含有稻瘟病抗性基因Pik,在福建上杭县稻瘟病重发区田间表现苗瘟0级、叶瘟4级、穗颈瘟3级、综合抗性评价中抗。因此,空育131可作为抗源或育种材料。     

辽宁省水稻品种抗稻瘟病基因型鉴定

通过对辽宁省水稻品种和材料抗稻瘟病基因型鉴定,为稻瘟病防控提供了理论基础和依据。研究185份辽宁省水稻生产品种和试验材料中9种抗病基因Pi5、Pi36、Pi37、Pib、Pid2、Pid3、Pik、Pikh和Pita的携带情况。结果表明:185份供试水稻材料中,携带抗病基因Pita的占总数的99.46%,为分布频率最高的抗病基因类型;携带抗病基因Pik的占总数的33.51%,为分布频率最低的抗病基因类型;余者7个基因Pi5、Pi36、Pi37、Pib、Pid2、Pid3和Pikh的分布频率各不相同。对供试水稻材料携带基因与抗病性的相关性分析结果表明:当仅携带基因Pita时,抗病比率为75%;同时携带2种基因Pib和Pid3、Pid3和Pita或Pikh和Pita时,抗病比率均为100.00%;同时携带3种基因Pid3、Pikh和Pita时,抗病比率均为100.00%;同时携带4～9种抗病基因时,抗病比率范围为0.00%～100.00%;供试水稻材料中有23份同时携带Pi36、Pi37、Pib、Pid2、Pid3、Pik、Pikh和Pita,抗病比率均为100%,说明Pi36、Pi37、Pib、Pid2、Pid3、Pik、Pikh和Pita基因之间存在协同效应,提高了水稻材料的抗病性。     

水稻NBS-LRR类抗稻瘟病蛋白Pik-h的互作蛋白筛选

【目的】利用酵母双杂交系统,以组成抗稻瘟病基因Pik-h介导的抗病反应途径。【方法】以含抗稻瘟病基因Pik-h的近等基因系IRBL8为材料,取稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)GD0193接种12和24 h后的水稻叶片,等量混合后提取总RNA,按照2个紧密连锁且功能独立的Pikh-1和Pikh-2蛋白为诱饵,在水稻叶片中筛选与之互作的蛋白,以便深入研究抗病基因Pik-h的酵母双杂交试剂盒（Make Your Own “Mate&Plate” Library System）的要求构建水稻叶片靶标cDNA文库。利用快速重组克隆的方法构建pGBKT7-Pikh1和pGBKT7-Pikh2诱饵载体,并分别将它们转化至酵母菌株Y2H Gold,提取细胞总蛋白后利用Western blot检测Pikh1和Pikh2的表达情况,并对这2个诱饵载体自激活和毒性分析后进行酵母双杂交筛选。提取SD/-Ade/-Leu/-Trp/ -His/X-α-Gal筛选平板培养基上呈蓝色的酵母单克隆的质粒,将其分别与对应的诱饵载体共转化酵母菌株Y2H Gold,涂布于筛选平板培养基上进行互作的重复验证,将通过重复验证的质粒测序分析所得的序列比对水稻基因组数据库以确定目的基因,并对这些基因进行gene ontology（GO）注释分析以确定其分子功能、生物过程及细胞组成。【结果】靶标cDNA文库的库容量约为2.2×10⁶,插入片段长度均大于400 bp,表明水稻cDNA文库质量高。诱饵载体pGBKT7-Pikh1和pGBKT7-Pikh2均能在酵母细胞中正确表达出对应的Pikh1及Pikh2蛋白,无自激活活性而且对酵母无毒性作用,符合文库筛选的要求。利用含有诱饵载体的酵母菌株Y2H Gold与靶标文库菌株Y187结合（Mating）的方式筛选,获得13个与Pikh-1相互作用的蛋白、5个与Pikh-2相互作用的蛋白,其中有2个与Pikh-1及Pikh-2同时存在相互作用。这些蛋白包括4个在逆境响应或激素信号转导过程中起到重要作用的（辅）转录因子、3个信号蛋白、4个参与光合作用的叶绿体蛋白、1个含有U-BOX结构域的蛋白及4个未知功能蛋白。【结论】成功构建了适宜于研究抗病基因（R基因）介导反应途径的酵母双杂交cDNA文库,筛选出Pik-h的互作蛋白,为进一步研究Pik-h或其他抗稻瘟病基因介导的抗病机制打下了基础。     

基于PARMS技术的抗稻瘟病基因Piz-t分子标记的开发与利用

稻瘟病是水稻生产中的主要病害之一，严重影响着水稻的产量。利用抗稻瘟病基因选育抗病品种是控制稻瘟病大面积发生最经济有效的途径。Piz-t是Piz位点的一个主效抗稻瘟病基因，具有广谱稻瘟病抗性，对于改良水稻品种稻瘟病抗性具有重要的应用价值，但是缺少高通量的鉴定技术。本研究利用Piz-t与其等位基因Pi2、Pi9、Pigm、Pi50的序列差异，开发了一套基于PARMS检测技术(Penta-primer amplification refractory mutation system)的荧光分子标记。利用该方法检测了98份水稻资源，鉴定到2个携带抗稻瘟病基因Piz-t的水稻品种，并对育种后代材料进行检测，结果表明该方法能够准确的检测出育种后代材料中Piz-t基因型，以及是否纯和，为水稻抗稻瘟病分子标记辅助育种提供简便、可靠、低价高通量的基因鉴定技术。     

水稻核糖体蛋白基因OsRPL2的克隆、序列分析及表达载体构建

依据鉴定得到的水稻(Oryza sativa L.)核糖体蛋白质Os RPL2的序列设计了引物,从水稻叶片的c DNA中扩增得到目的片段。并对目的基因序列进行了测序鉴定和序列分析,同时在大肠杆菌中构建水稻核糖体蛋白质基因Os RPL2的原核表达载体p GEX-4T1-RPL2,转化入BL21(DE3)后利用IPTG诱导外源蛋白质表达并检测。结果表明,成功扩增出了水稻核糖体蛋白质基因Os RPL2的c DNA序列,大小为1 570 bp,其编码的蛋白质含有502个氨基酸。根据序列分析的结果,水稻Os RPL2基因与多个植物核糖体蛋白质L2基因具有较高的相似性,并且其编码的Os RPL2蛋白质具有2个与核糖体蛋白质功能相关的功能域。在此基础上,构建了具有p GEX-4T1-RPL2重组子,诱导表达后,纯化得到了带有GST标签的可溶性Os RPL2蛋白质。     

82 份水稻种质资源的稻瘟病抗性评价与抗性基因鉴定

为了合理利用水稻抗稻瘟病种质资源,通过稻瘟病菌株接种鉴定并结合9个主效抗性基因的特异性分子标记检测,分析了82份地方稻种资源的稻瘟病抗性水平和携带的抗性基因.结果表明:在82份水稻材料中,宽抗谱和中等抗谱的材料分别有11份(13.4％)和55份(67.1％).携带Pia、Pita-2/Pita、Pita、Piz、Piz-t和Pik-h基因的材料分别占78.0％、76.8％、54.9％、50.0％、39.0％和35.4％;各有3个材料携带Pik基因和Pib基因,未发现携带Pik-m基因的材料.大部分供试材料含有2～5个抗性基因,随着抗性基因数量的增加,供试材料的抗病性呈上升趋势.     

长江中下游区试水稻品种稻瘟病抗性评价及抗性基因检测

【目的】探究长江中下游区试水稻品种稻瘟病抗性水平及抗性基因聚合对稻瘟病抗性的效应,为新品种的审定及抗病品种的合理利用提供理论依据。【方法】采用人工喷雾接种方法鉴定2018—2020年长江中下游区试252个水稻品种的稻瘟病抗性,并利用2组多重PCR体系（Pi1与Pikh、Pi9与Pik）检测供试水稻品种携带抗性基因Pi9、Pik、Pi1和Pikh的情况,分析抗性基因聚合方式与稻瘟病抗病率的关系。【结果】2018—2020年供试材料的穗瘟抗病率分别为47.0%、38.3%和35.2%,穗瘟抗病率逐年下降。252份供试材料含有抗性基因数为0~4个,其中含0个抗性基因的材料有14份,占5.6%,穗瘟抗病率为14.3%;含1个抗性基因的材料有63份,占25.0%,穗瘟抗病率为11.1%;含2个抗性基因的材料有81份,占32.1%,穗瘟抗病率为42.0%;含3个抗性基因的材料有81份,占32.1%,穗瘟抗病率为65.4%;含4个抗性基因的材料有13份,占5.2%,穗瘟抗病率为53.8%。总体来看,供试材料的穗瘟抗病率随携带的抗性基因数增加呈上升趋势。抗性基因组合Pi9+Pikh、Pi9+Pik+Pikh和Pi9+Pik+Pi1+Pikh是适合安徽地区的抗性基因组合。【结论】2018—2020年长江中下游区试水稻品种稻瘟病抗性一般。多基因聚合能提高水稻品种的稻瘟病抗性,但应选择合适的抗性基因组合,不能简单叠加。     

水稻抗稻瘟病基因Pi-d2基因标签的建立与应用

建立抗稻瘟病基因的分子标记对培育抗稻瘟病品种有重要意义。研究利用71个广西地方菌株检测地谷对稻瘟病菌的抗性,并利用地谷中Pi-d2基因与广恢998等位基因在基因组序列上一个碱基的差异,设计出以抗病基因本身序列为引物的基因标签M-Pid2,通过分析地谷与广恢998的F2群体的基因型与对稻瘟病抗感分离的吻合度来验证该标签的准确性,用M-Pid2扩增62份水稻种质验证该标签的特异性。结果表明,地谷能抗71个地方稻瘟病菌株中的59个菌株,抗性频率达83.1%。用M-Pid2扩增地谷与广恢998的F2群体的基因型与其对稻瘟病的抗感分离完全吻合;用M-Pid2扩增62份水稻种质,仅在地谷中扩增出629bp特异条带。从而确认抗稻瘟病基因Pi-d2为地谷的主效抗稻瘟病基因,且在广西有育种利用价值;标记M-Pid2能准确用于抗稻瘟病基因Pi-d2的辅助选择。     

辽宁省稻瘟病菌无毒基因型鉴定及分析

【目的】鉴定稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）的无毒基因型,了解无毒基因在不同地区流行菌株中的分布情况,为品种布局提供参考。【方法】根据已经克隆且与稻瘟病菌致病性相关的6个无毒基因序列设计引物,选取辽宁省稻瘟病常发区的26株稻瘟病菌单孢菌株,提取各菌株DNA样本作为模板,进行PCR扩增。通过琼脂糖凝胶电泳及PCR产物测序,对6个无毒基因PCR产物进行碱基和氨基酸序列的分析比较。对琼脂糖凝胶电泳未出条带的,设计不同引物进行验证性试验。【结果】在PCR产物电泳检测中,Avr1-CO39、Avr-pia和Avr-pii没有产物条带,对这3个无毒基因设计验证引物,其PCR产物电泳检测仍没有条带出现,其结果证明辽宁省各水稻主产区流行稻瘟病菌中多不携带Avr1-CO39、Avr-pia和Avr-pii;对于其他3个无毒基因 AvrPiz-t、Avr-pik和Avr-pita则有特异性扩增产物,说明这3个无毒基因在各稻区稻瘟病菌中以不同突变类型及不同频率出现。其中,与Pi2、Pi9和Piz-t对应的AvrPiz-t,分别在22个菌株的中被检测到,且有21个菌株的序列与其序列一致,说明该基因遗传相对稳定,也间接证明携带Pi2、Pi9和Piz-t 的水稻品种在辽宁地区的广谱抗性;与基因组序列不同的16号菌株,在DNA序列192 bp处发生一个单碱基C的缺失,从而导致移码突变,且碱基突变导致氨基酸序列至72位氨基酸时提前终止,而使该基因编码的蛋白质失去无毒基因的功能。与Pik、Pik-p、Pik-m和pik-s对应的Avr-pik,电泳检测结果表明各菌株均有特异性条带出现,经测序验证等位基因序列分为4种类型（B、D、F、G）,其中12个菌株携带可为Pik或其等位基因Pik-m和pik-p所识别的D类型;9个菌株携带B类型,该等位基因曾被报道,但是否具有无毒基因的功能仍未验证;另有2个菌株携带F类型等位基因,该基因为首次发现,并分别出现在丹东和盘锦地区。其特点在于与D类型基因间存在143（A/G）的碱基差异,氨基酸序列翻译结果显示其为错义突变,即48（G/D）;而其余3个菌株携带G类型等位基因,该基因亦属首次发现,且仅出现在抚顺新宾地区,碱基序列与D类型存在168（G/A）的差异,导致翻译提前终止,基因功能丧失。对于Avr-pita,26个菌株特异性扩增产物一致,但测序检测到5种等位基因类型,且均与Avr-pita有差异,碱基序列的变化多导致错义突变。这5种等位基因的氨基酸序列之间差异由3个氨基酸位点的差异所致,分别为83（D/N）、192（Y/C）和207（K/R）,3处突变均在基因结构域范围内,几种等位基因均已见报道。【结论】辽宁稻区流行稻瘟病菌中Avr-pik、AvrPiz-t和Avr-pita分布较为广泛,选育及推广携带相应抗病基因的水稻品种可减轻稻瘟病的危害。     

水稻ARAB-1类似基因的电子克隆及生物信息学分析

[目的]对水稻OsARAB-1基因进行电子克隆,并对其进行生物信息学分析.[方法]以NP 174188.1为查询探针,通过电子克隆获得OsARAB-1基因全长cDNA,用生物信息学软件对其核苷酸序列和蛋白质序列进行生物信息学分析.[结果]获得了OsARAB-1基因全长cDNA,基因编码区序列(CDS)全长1 086 bp.电子定位于第五染色体基因组序列NC 008398.2核苷酸序列6 769 813 ～6 773 213 bp区域.OsARAB-1蛋白属于亲水性的胞外蛋白,比较稳定,偏碱性.二级结构以α螺旋和无规则卷曲为主.具有2个功能结构域:SGNH水解酶型酯酶、GDSL脂肪酶.有21个磷酸化位点、7个糖基化位点.推定的活性位点的氨基酸残基为Ser34、Gly107、Asn167、Asp333、His336.与玉米酯酶亚型B4FM12亲缘关系最近.OsARAB-1基因的表达对水稻的发育和形态发生起重要作用,与水稻抗稻瘟病有关.[结论]该研究为用试验方法克隆该基因和功能鉴定奠定了基础.     

宁夏自育水稻品种及部分引进品种的稻瘟病抗性基因分子标记检测

为明确宁夏水稻种质资源中含有的抗稻瘟病基因型及基因数量,为水稻抗稻瘟病分子标记辅助选择育种奠定基础。采用与抗稻瘟病基因Pita、Pi-kh、Pib、Pi2、Pi-km、Pi9、Pi5紧密连锁的7个分子标记,对25份宁夏自育水稻品种和55份引进水稻品种的抗稻瘟病基因进行分子检测。结果表明,宁夏自育水稻品种的抗稻瘟病基因较少,68%的材料仅含1~2个抗瘟基因,缺乏Pita、Pi2基因;抗病性鉴定也证实,只有8份材料达到中等抗性,主要含有Pib、Pi-km、Pi9抗瘟基因。37%的引进品种含3~6个抗稻瘟病基因,主要抗瘟基因有Pib、Pi-kh、Pi-km、Pi2、Pi9和Pita,这些材料均可为宁夏水稻抗稻瘟病的分子标记辅助选择育种提供抗病基因。     

黑龙江省主栽水稻品种抗稻瘟病基因Pi-2(t)的SSR检测分析

为合理搭配种植水稻品种,利用与抗稻瘟病基因Pi-2(t)紧密连锁的SSR标记AP22和SRM24检测49份黑龙江省主栽水稻品种(系)抗瘟基因Pi-2(t)的分布情况。结果表明:用2个与抗稻瘟病基因Pi-2(t)紧密连锁的SSR标记同时对抗瘟基因Pi-2(t)的检测是非常有效的方法,龙粳8号、绥粳4号、龙D99-709和垦676共4个水稻品种(系)检测出含有Pi-2(t)抗稻瘟病基因,并了解了该基因在黑龙江省水稻品种资源中的分布情况。     

江苏水稻品种稻瘟病主效抗性基因鉴定及应用评价

以28个抗稻瘟病单基因系和740个水稻品种为材料,在江苏省连云港市的水稻种植区进行稻瘟病抗性的田间鉴定。结果表明,28个单基因系中藤板5号(Pii)、砦1号(Pizt)、F-80-1(Pik)、F-124-1(Pita)、F-98-1(Pikm)、F-128-1(Pita2)、C101LACC[Pi1(t)]、C101A51[Pi2(t)]和C104PKT[Pi3(t)]等表现较高的抗性,供试材料中高抗、抗、中抗、中感、感和高感的品种数分别是97、230、200、93、48和55个。从中选出Pii、Pikh、Pi1、Pi2、Pita、Pik、Pikm、Pikp和Pib,并增加了广谱高抗基因Pi9,对其中的195个高抗、高感和重要品种进行抗性基因功能标记分析,结果表明,含有Pii、Pikh、Pita、Pib、Pi2和Pik的品种数分别有28、40、52、110、11和2个,未检测到含有Pi1、Pikm、Pikp和Pi9的品种。除Pib外,其他3个检测到的基因基本都存在于抗性或高抗品种中。     

水稻P450基因Oscyp71Z2增强稻瘟病抗性的机制

【目的】分析水稻细胞色素P450基因Oscyp71Z2在稻瘟病抗性中的作用,并解析其介导的水稻抗稻瘟病机制。【方法】根据高抗稻瘟病转hrf1水稻NJH12表达谱结果,筛选到一个表达量高达114.6倍的细胞色素P450基因Oscyp71Z2（NCBI登录号：Os07g0217600）。根据Oscyp71Z2全长编码区序列设计引物,以水稻模式粳稻品种日本晴的cDNA为模板,通过PCR扩增Oscyp71Z2全长编码区序列。将所得的cDNA序列经测序后,与双元表达载体pVec8连接,构建超量表达载体pVec8::Oscyp71Z2。采用冻融法将构建的超量表达载体pVec8::Oscyp71Z2质粒转入农杆菌菌株EHA105,并利用农杆菌转化法获得Oscyp71Z2超表达水稻。常规PCR技术检测T4代Oscyp71Z2超量表达水稻中选择标记基因潮霉素磷酸转移酶编码基因（hygromycin phosphotransferase gene,hph）,并通过qRT-PCR检测超量表达水稻中目的基因Oscyp71Z2的表达量。进一步对阳性超量表达水稻（T4、T5和T6）进行稻瘟病表型鉴定,并检测植保素含量变化（T4）。【结果】RT-PCR和qRT-PCR结果显示,水稻细胞色素P450基因Oscyp71Z2在高抗稻瘟病的转hrf1水稻中有较高的表达,与表达谱数据一致。通过生物信息学分析Oscyp71Z2全长1 554 bp,含有2个细胞色素P450保守结构域,是CYP71Z2亚家族成员。将Oscyp71Z2成功连接到双元载体pVec8,利用农杆菌介导法获得Oscyp71Z2超量表达水稻。超量表达水稻株系在各生育期、株高等性状,与非转基因水稻日本晴基本一致。超量表达株系中Oscyp71Z2的表达量较野生型有显著升高。超量表达水稻的穗颈瘟抗性等级维持在1-2级,表现为抗病或者中抗,而野生型水稻的穗颈瘟等级为3-4级,表现为感病,Oscyp71Z2在水稻中超量表达显著增强了对穗颈瘟的抗性。Oscyp71Z2超量表达株系每克新鲜叶片中植保素MA和PB含量平均是328和124 ng,相对于野生型的85和42 ng•g-1新鲜叶片有显著升高。Oscyp71Z2超量表达株系中涉及到植保素MA和PB合成通路的4个关键基因的表达量较野生型有显著地升高。【结论】水稻细胞色素P450基因Oscyp71Z2通过调控植保素生物合成通路,赋予水稻稻瘟病抗性。     

水稻稻瘟病抗性研究与展望

稻瘟病是造成水稻(Oryza sativa L.)减产危害最严重的病害之一。为了发掘、鉴定和筛选水稻抗性种质资源,有效利用抗病的水稻品种来抑制稻瘟病的发生,解决水稻生产的障碍并掌握抗性种质资源的抗瘟基因及其分布,从水稻抗稻瘟病基因的抗性鉴定、抗性资源的筛选与利用、抗性遗传规律及抗病基因定位4个方面,对水稻稻瘟病抗性的研究进展进行了综述,为水稻抗稻瘟病资源的收集、选育和抗稻瘟病基因鉴定,加快抗性育种进程提供了理论依据。     

吉林省主推水稻品种抗稻瘟病基因的分子检测

[目的]对吉林省主推水稻品种的抗稻瘟病基因进行分子检测.[方法]利用10个与抗稻瘟病基因的紧密连锁分子标记,对24份吉林省水稻品种资源的抗病基因进行分子鉴定.[结果]24份主推品种中普遍缺乏Pib、Pi1、Pikh、Pia等4个抗瘟基因;24份主推品种中有17份不合Pi9基因,特别是吉林省种植面积最大的2个水稻品种“吉粳88”和“长白九”中未发现Pi9基因;“吉粳88”含Pita、Pikm、Pi2、Pi-d2和Piz等5个抗瘟基因.[结论]Pib、Pi1、Pikh、Pia、Pi9是今后改良吉林省主推水稻品种稻瘟病抗性的主要抗病基因.     

氮胁迫条件下稻瘟病菌分泌蛋白与水稻悬浮细胞互作中“活性氧”变化分析

以CH-63和TH-16 2个致病性差异显著的稻瘟病菌株为材料,在氮胁迫培养条件下进行液体培养,经培养2d后,采用铵盐沉淀及透析纯化提取稻瘟病菌培养滤液中的致病性分泌蛋白.以24个IRRI水稻抗稻瘟病单基因系和普感品种丽江新团黑谷(LTH)的成熟种胚为材料,诱导愈伤组织并构建水稻悬浮细胞系.以构建成功的感病品种LTH和抗病品种IRBL-9的水稻悬浮细胞系为材料,接种稻瘟病菌致病性分泌蛋白并对活性氧浓度变化进行检测.结果表明,感病与抗病品种在接种前12 h均出现活性氧迸发,且均出现2个峰值.比较稻瘟病菌株TH-16和CH-63分泌蛋白接种IRBL-9与LTH后H2O2浓度变化特征,发现分泌蛋白致病性强弱与H2O2浓度变化呈正相关,CH-63产生的强致病性分泌蛋白引起活性氧浓度的快速增加.TH-16产生的弱致病性分泌蛋白接种IRBL-9与LTH后活性氧浓度则增加不明显.上述研究对于深入了解稻瘟病菌与水稻之间的相互识别、信号传导和应答过程,阐明水稻对稻瘟病菌的抗性机制、水稻与稻瘟病菌互作的分子机理具有重要意义.