用mRNA差异显示法分离水稻抗白叶枯病相关基因

水稻抗病相关基因的克隆和功能研究有助于阐明水稻抗病性的分子机制。根据对水稻白叶枯病(Xanthomonas oryzae pv.oryzae)抗性基因Xa21和Xa1功能的研究^[1,2],水稻抗白叶枯病基因与白叶枯病菌无毒基因互作后,激活下游一系列防卫反应基因的表达。除抗病基因外,水稻中参与对白叶枯病抗性的调控基因和防卫基因有哪些？它们在结构和表达调控上与其他植物的调控基因和防卫基因有何异同？均不很清楚。ｍRNA差异显示技术(mRNA differential display, DD)是近年发展起来的一种用于研究诱导表达基因的有效方法^[3~6],已成功用于动物细胞及肿瘤发育的特异基因的鉴定和克隆,在分离水稻差异表达基因方面也有不少成功的报道^[7~9],这为我们在水稻白叶枯病上开展类似工作提供了理论依据。     

水稻抗白叶枯病基因及其抗病机理的研究进展

水稻白叶枯病是由Xanthomonasoryzaepv．oryzae致病菌引起的全球性水稻病害。到目前为止,已有26个抗病基因被发现,有10个基因已在染色体上被定位,包括显性基因Xa1、Xa4、Xa21andXa26(t)等和隐性基因Xa5、Xa13等。对大部分抗病基因的抗病机制了解还不是很清楚。利用标记辅助选择(MAS)进行抗病育种是防治白叶枯病的有效途径。在此,综述了已发现的抗水稻白叶枯病基因的种类、分子标记、抗病机制和在抗病育种中的应用。     

转Xa23基因水稻的白叶枯病抗性及其遗传分析

在分离克隆抗白叶枯病基因Xa23研究中获得大量转基因水稻材料。为了系统研究转Xa23基因水稻的抗病稳定性和遗传模式, 本文通过逐株进行抗白叶枯病接种鉴定、PCR和Southern blot分子检测, 对一批转Xa23基因水稻植株进行了T₀代到T₂代的跟踪分析。结果表明, Xa23基因的整合和表达, 使感病受体品种牡丹江8号获得抗病性。由于Xa23基因插入受体基因组的位点不同, 同是单拷贝插入的转基因T₀代抗病植株, 其抗病程度有明显差异。T₀代植株的抗病程度, 可以准确、稳定地遗传到T₁代和T₂代。单拷贝转基因植株分离群体的抗感植株分离比接近3∶1, 表明转Xa23基因遵循孟德尔单基因遗传模式。已获得2个纯合的单拷贝转基因抗病株系, 它们的抗病程度稍有差别, 将用于外源基因插入位置效应分析和杂交稻抗病育种。     

创建苗期和成株期广谱高抗白叶枯病的水稻种质资源(英文)

由白叶枯病菌引起的白叶枯病是一种世界范围的严重水稻病害。水稻抗病主效基因Xa3/Xa26是一个对白叶枯病具有剂量效应的抗性基因,即它对白叶枯病的抗性随着该基因的表达量的升高而增强。我们通过农杆菌介导的遗传转化方法,利用玉米泛素基因的启动子(PUbi)在水稻中组成型表达Xa3/Xa26基因。用于遗传转化的构件除了携带Xa3/Xa26基因外,还携带抗除草剂的草丁膦乙酰转移酶基因Bar作为遗传转化的筛选标记。我们获得的携带单拷贝PUbi:Xa3/Xa26的两个转基因家系无论在成株期还是在苗期对白叶枯病都具有高水平的广谱抗性,且转基因家系的主要农艺性状与对照相比无显著差别。因为转基因家系中Xa3/Xa26基因与Bar基因紧密连锁,这两个家系可以作为育种的种质资源用于培育既抗白叶枯病又抗除草剂的水稻品种。     

水稻白叶枯病抗性基因的鉴定、定位、克隆与育种应用

水稻白叶枯病是由黄单胞杆菌水稻变种(Xanthomonas oryzae pv.oryzae Xoo)引起的细菌性病害,发掘、鉴定和利用新抗源是控制水稻白叶枯病的有效途径.白叶枯抗性基因定位和克隆,使分子标记辅助选择和转基因技术在白叶枯抗病育种中发挥了重大作用,也使人们在分子水平对白叶枯病抗性机制有了深刻认识.文章综述了白叶枯病抗性基因定位,克隆以及在育种方面的应用,并对如何利用抗病育种减轻白叶枯病的危害提出了几点建议.     

水稻抗白叶枯病基因Xa7荧光分子标记开发与育种应用

本研究利用含有抗白叶枯病基因Xa7的水稻品种‘IRBB7’与9个感病水稻品种进行序列比对,在Xa7基因位点附近寻找碱基差异,结合PARMS (Penta-primer amplification refractory mutation system)技术,开发了与Xa7基因紧密连锁的荧光分子标记PM-Xa7,并利用该标记对72份水稻种子资源中的Xa7基因进行鉴定和对杂交水稻育种亲本‘美B’的白叶枯病抗性进行改良。结果显示,从72份水稻种质资源中鉴定出了两份含有抗病Xa7基因的水稻种质;利用标记PM-Xa7将‘IRBB7’中的抗病Xa7基因导入到‘美B’中,成功选育出了稳定的抗白叶枯病新保持系材料;在对‘IRBB7’与‘美B’的382份BC2F2代单株进行选择时,发现289株检测到抗白叶枯病荧光信号,93株检测到感白叶枯病荧光信号,与病原菌Xoo接种的实验结果完全一致。以上结果表明标记PM-Xa7可有效地运用于Xa7基因的抗白叶枯病分子标记辅助育种工作中。     

转Xa23基因水稻的白叶枯病抗性及其遗传分析

在分离克隆抗白叶枯病基因Xa23研究中获得大量转基因水稻材料。为了系统研究转Xa23基因水稻的抗病稳定性和遗传模式, 本文通过逐株进行抗白叶枯病接种鉴定、PCR和Southern blot分子检测, 对一批转Xa23基因水稻植株进行了T₀代到T₂代的跟踪分析。结果表明, Xa23基因的整合和表达, 使感病受体品种牡丹江8号获得抗病性。由于Xa23基因插入受体基因组的位点不同, 同是单拷贝插入的转基因T₀代抗病植株, 其抗病程度有明显差异。T₀代植株的抗病程度, 可以准确、稳定地遗传到T₁代和T₂代。单拷贝转基因植株分离群体的抗感植株分离比接近3∶1, 表明转Xa23基因遵循孟德尔单基因遗传模式。已获得2个纯合的单拷贝转基因抗病株系, 它们的抗病程度稍有差别, 将用于外源基因插入位置效应分析和杂交稻抗病育种。     

水稻抗白叶枯病基因Xa21转基因水稻及其杂交稻研究

用基因枪转基因技术将高抗白叶枯病的Xa21基因导入中国三系杂交稻恢复系(明恢63)和保持系(皖B)中，获得转基因水稻系，其中4个株系只含有Xa21基因，不含选择标记潮霉素抗性基因hph。筛选抗白叶枯病转基因纯合系，在田间种植6代，用PCR检测证明，Xa21基因能稳定遗传表达。用转基因水稻配制两系杂交稻，杂交组合F1含有Xa21基因     

水稻白叶枯病抗性基因Xa7和Xa23资源的分子标记分析

水稻的白叶枯病抗性基因资源分析是抗病育种的重要工作。本研究利用与广谱持久抗性基因Xa7和Xa23紧密连锁的分子标记对水稻种质资源进行分析,并接种白叶枯病Ⅳ型菌进行田间抗性分析。结果显示,有32份资源携带Xa23,仅有2份资源携带Xa7,其中来自广东省内的资源分别为28份和1份;抗性达到中抗及以上的资源有47份。本研究为水稻抗白叶枯病基因资源的利用提供了依据。     

海南普通野生稻对水稻白叶枯病的抗性鉴定

白叶枯病严重危害水稻的生产,防治白叶枯病的工作刻不容缓。目前最有效的防治措施是培育具有抗性的水稻新品种。但是来源于栽培稻的抗病基因抗谱窄、数量有限,因此从野生稻中发掘抗白叶枯病基因,对培育具有广谱抗性的水稻新品种具有重要意义。本研究通过接种4个菲律宾白叶枯病菌小种对海南普通野生稻进行抗性鉴定,同时利用目前克隆的已知抗性基因设计分子标记进行PCR分析,检测了其中的抗白叶枯病基因。结果表明,来自海南不同地区的15个普通野生稻居群均表现出对白叶枯病菲律宾小种一定的抗性。功能标记检测结果发现,15个居群的普通野生稻中含有Xa1或其同源基因,但均不含有xa5、xa13抗病基因;7个居群能够扩增出Xa21抗病基因条带;Xa27抗病基因条带能够在另外7个居群中被扩增出。研究结果为发掘具有抗白叶枯病特性的海南普通野生稻材料提供了新的理论参考依据。     

不同Xa21转基因杂交稻组合的大田试验与分析

在北京、四川和江苏等地对Xa21转基因杂交稻进行了大田释放实验. 分别对转基因纯合的3个恢复系明恢63-Xa21、盐恢559-Xa21和C418-Xa21与各种不育系配组的23个杂交组合进行了抗性和农艺性状分析. 在不同的杂合遗传背景下转基因Xa21稳定遗传和高效表达, 所有杂交组合均具有对白叶枯病的广谱抗性. 转基因恢复系配制的杂交组合与     

水稻抗白叶枯病新基因Xa32（t）的鉴定和初步定位

通过多菌系接种鉴定及抗谱分析,并与目前国际上已知抗白叶枯病基因比较,证明在水稻抗源C4064中含有一个新的抗白叶枯病基因,暂命名为Xa32(t)。应用分离集团分析法(BSA),借助SSR和EST等分子标记,对该基因进行了分子标记定位。通过对F₂分离群体及F₃家系单株进行遗传连锁性检测,发现6个位于水稻第11染色体长臂末端的分子标记RM27256、RM27274、RM2064、ZCK24、RM6293和RM5926与Xa32(t)基因连锁。它们与Xa32(t)基因间的遗传距离分别为2.1、1.0、1.0、0.5、1.5和2.6 cM。其中标记RM6293和RM5926位于染色体近端粒一侧,其他4个标记RM27256、RM27274、RM2064和ZCK24位于基因的另一侧。将Xa32(t)定位在水稻第11染色体长臂末端2.0 cM范围内。     

水稻抗白叶枯病新基因Xa32（t）的鉴定和初步定位

通过多菌系接种鉴定及抗谱分析,并与目前国际上已知抗白叶枯病基因比较,证明在水稻抗源C4064中含有一个新的抗白叶枯病基因,暂命名为Xa32(t)。应用分离集团分析法(BSA),借助SSR和EST等分子标记,对该基因进行了分子标记定位。通过对F₂分离群体及F₃家系单株进行遗传连锁性检测,发现6个位于水稻第11染色体长臂末端的分子标记RM27256、RM27274、RM2064、ZCK24、RM6293和RM5926与Xa32(t)基因连锁。它们与Xa32(t)基因间的遗传距离分别为2.1、1.0、1.0、0.5、1.5和2.6 cM。其中标记RM6293和RM5926位于染色体近端粒一侧,其他4个标记RM27256、RM27274、RM2064和ZCK24位于基因的另一侧。将Xa32(t)定位在水稻第11染色体长臂末端2.0 cM范围内。     

水稻白叶枯病抗性研究进展

白叶枯病是世界水稻重要病害之一,且已成为研究植物和病原菌互作的模式,对该病的研究对其它病害有借鉴意义。目前已鉴定出29个抗白叶枯病基因,其中17个基因被定位到染色体上,4个基因已被克隆,在这些工作的基础上,已通过分子标记辅助选择和转基因方法育成了一些抗病新品系,展示了水稻抗白叶枯病分子育种的广阔前景。     

胁迫相关蛋白激酶基因OsSAPK2调控水稻抗白叶枯病反应

水稻蔗糖非酵解型蛋白激酶Sn RK2,又称胁迫相关蛋白激酶(stress-activated protein kinase genes in rice,Os SAPKs),在调控水稻非生物胁迫信号传导中起着重要作用。本研究对Os SAPK2的结构及其在水稻抗白叶枯病反应中的功能进行了初步研究。结果表明Os SAPK2被定位于细胞核和细胞质内,与Os SAPK1、Os SAPK3同属于Kulik’s II组。Os SAPK2-RNAi转基因水稻中Os SAPK2下调表达,人工接种水稻白叶枯病菌后,转基因水稻比受体对照的病斑长度显著增长,抗病相关基因Os LRR1、Os HIR1表达水平下降,感病相关基因Os MAPK5表达水平升高。此外,Os SAPK2具有自激活活性,可能与Os MAPK5等胁迫相关蛋白互作。上述结果为进一步研究Os SAPK2调控水稻抗白叶枯病的分子机制提供了信息。     

水稻抗病蛋白质XA21的免疫纯化及双向电泳分离研究

在优化水稻叶片蛋白质提取方法的基础上,利用免疫沉淀对水稻中的XA21蛋白质进行了富集纯化,继而通过TCA-丙酮法脱盐,用尿素、硫脲溶解后进行双向电泳分离和Western检测,实现了对高分子量、低丰度表达的、可能的膜蛋白XA21的分离检测,为其翻译后修饰方式研究奠定了基础.     

新品种绿珍8072和白香占的抗白叶枯病遗传分析及其基因检测

白叶枯病(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)是水稻最严重的细菌性病害,抗病品种的培育利用是控制该病最经济有效的措施。本研究对新选育的抗白叶枯病品种绿珍8072和白香占抗性基因鉴定及遗传分析,以供生产应用参考。以绿珍8072和感病籼稻品种金刚30杂交,对亲本、F1和F2代接种广东白叶枯病强致病性菌系V型菌GD6027进行表型抗性鉴定,并利用与Xa7紧密连锁的微卫星标记对亲本和F2代个体进行了多态性和连锁分析,确定绿珍8072含有Xa7等位抗性基因并独立遗传;用同样的方法鉴定了白香占的抗性基因及其遗传方式,结果表明,白香占抗白叶枯病基因与xa5基因相关,但其F2代抗感病表现型和基因型分离比,不符合孟德尔隐性单基因遗传抗感(1:3)的分离比定律,存在偏分离现象。     

中国科学家解读水稻白叶枯病抗病机理

水稻白叶枯病是世界上最严重的细菌性病害之一。从20世纪初叶开始,科学家就对该病的发病机理产生了浓厚的兴趣,因此,水稻白叶枯病抗性机理研究一直处于植物抗病研究的最前沿。今年初,华中农业大学王石平教授领导的研究组发现了水稻抗白叶枯病基因xa13在其自身花粉育性和抗病性方面的杠杆作用,为人类认识植物抗病机理提供了新视角。中国农业科学院黎志康教授领导的研究组则分析了水稻对白叶枯病的抗性机制,阐述了抗白叶枯病的复杂的遗传网络系统,为水稻白叶枯病抗性的分子育种工作奠定了重要的理论基础。两篇论文已于2006年5月分别发表在国际著名的学术期刊《Genes ＆ Development》和《Proc．Natl．Acad．Sci．USA》上。《Genes ＆ Development》还在同期发表了专题评述,表明上述研究有可能成为世界植物抗病研究的一个新的里程碑。