稻瘟菌激发子CSBⅠ诱导水稻防御性相关酶的活性变化

选取抗稻瘟病水稻近等基因系C101LAC及背景品系CO39为材料,与稻瘟病菌（Magnaporthe grisea）菌株97-151a分别组成高度非亲和性互作关系和亲和性互作关系。接种稻瘟菌细胞壁来源的糖蛋白激发子CSBⅠ后,非亲和性互作品种叶片内过氧化物酶（POD）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）和脂氧合酶（LOX）活性、绿原酸和木质素含量在互作早期     

Ca2+·CaM信使系统参与小麦抗叶锈病反应的初步研究

研究Ca2+.CaM是否参与小麦抗叶锈病反应的过程,为更深入了解小麦抗叶锈病的反应机制奠定基础。采用离体培养的方法测定小麦种子经CaM拮抗剂TFP(三氟拉嗪)、CPZ(氯丙嗪)和W-7(N-(6-aminohexyl)-5-chloro-1-naphthalene sulfonamide)以及CaCl2预处理后小麦叶片接种叶锈菌后在不同时间点的酶活性。另外用实时定量PCR的方法检测小麦接种亲和小种和非亲和小种后CaM不同亚型基因的表达情况。试验结果表明:小麦叶片接种非亲和性叶锈菌后,TFP、CPZ和W-7浸种处理抑制了过氧化物酶(POD)、丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)和过氧化氢酶(CAT)活性的上升;小麦叶片接种亲和性叶锈菌后,CaCl2预处理加剧了过氧化物酶(POD)、丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)和过氧化氢酶(CAT)活性的上升。这说明Ca2+.CaM信使系统可能在小麦抗叶锈病过程中起着重要作用,并且不同的CaM亚型可能调控不同的抗病途径。     

桃褐腐病菌激活蛋白对草莓幼苗防御酶酶活性的影响

激活蛋白是从多种病原真菌中分离出的一种蛋白激发子,为了解桃褐腐病菌激活蛋白对植物防御酶的诱导作用,本实验通过沸水浴、离心等方法,从桃褐腐病菌（Monilinia fructicola）菌丝体中分离出激活蛋白的粗提物,并喷雾到草莓幼苗的叶片上,测定了部分防御酶和病程相关蛋白的活性变化。结果表明：经桃褐腐病菌激活蛋白处理后,0-18h内草莓叶片的苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性呈曲线增高的趋势,18h达到最高值,最高值比对照增加40.7%; 0-6h内草莓叶片过氧化物酶(POD) 和多酚氧化酶（PPO）活性均呈急剧增高的趋势,6h达到最高值,其中POD活性比对照增加126.2%,PPO活性比对照增加62.9%。经激活蛋白处理后草莓叶片的β-1,3-葡聚糖酶、几丁质酶活性也有增高的趋势。     

低浓度玉米小斑病菌C小种毒素培养滤液诱导寄主抗性的研究

利用低浓度玉米小斑病菌C小种毒素培养滤液作为激发子诱导玉米获得抗病性。以一对同核异质玉米B37自交系为试材,采用离体叶片接种法检测适宜诱导抗性的低浓度玉米小斑病菌C小种毒素培养滤液作为激发子诱导玉米抗病性的适宜诱导浓度,测定与抗病性相关酶的变化。经用1∶50和1∶60的低浓度玉米小斑病菌C小种毒素培养滤液预处理植株,再接种高浓度(1∶10)毒素培养滤液处理的病斑面积分别为(0.30±0.14)和(0.36±0.17)mm2,而对照为(2.70±0.24)mm2,是处理的7.5~9倍,差异极显著。经0~72 h的动态检测,以1∶60预处理效果为最佳,与对照相比,苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性平均提高了23.4%,过氧化物酶(POD)活性平均提高了65.9%,有害物质丙二醛(MDA)的含量平均降低了28.2%。叶片内部所产生的生化反应与叶片表面的抗性病理反应相吻合,证实低浓度玉米小斑病菌C小种毒素滤液本身能够成功地作为激发子来诱导寄主-玉米获得抗性。     

3种化学物质诱导马铃薯块茎抗早疫病的初步研究

利用苯酚、对氨基苯甲酸和苯甲酸等3种芳香族类化合物作为激发子,对马铃薯块茎抗早疫病的效果进行了探讨,同时分析了诱导处理后马铃薯块茎中与抗病性相关的酶活性的变化。结果表明,供试的3种化合物均在较低浓度下具有较强的诱导抗病作用,苯酚、苯甲酸和对氨基苯甲酸分别在1,0.01和5 mmol/L时诱导的保护率最高,分别达到43.21%,40.72%和28.75%,均与对照差异极显著。经上述浓度的3种化合物诱导处理后的马铃薯块茎中,过氧化物酶(POD)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性均有大幅度上升,明显高于对照,表明这些芳香族类化合物可能通过增加马铃薯体内POD和PAL的活性来发挥其诱导抗病作用。     

钙与叶锈菌侵染诱导小麦防卫反应的关系

采用活体注射法将不同浓度的钙信使阻断及激活药物注入小麦叶片,其中阻断药物注射后立即接种叶锈菌,研究了钙信使与小麦受叶锈菌侵染诱导的防卫反应的关系。结果表明,用Ca2 螯合剂EGTA除去或降低胞外Ca2 浓度,用Ca2 通道阻断剂Verapamil或La3 阻断胞外Ca2 进入胞质,都能部分地抑制叶锈菌诱导的防卫反应,即PAL,POD的活性升高和过敏性反应(HR)的发生。抑制程度随药物浓度升高而增高。注射Ca2 载体A23187能部分模拟叶锈菌侵染诱导的这3种防卫反应。说明叶锈菌侵染诱导的PAL,POD活性升高和HR的发生,需要胞外Ca2 进入胞内,Ca2 参与了叶锈菌侵染激活防卫反应的信号转导过程。     

水杨酸对拟南芥防卫反应酶系的诱导

系统研究了水杨酸对拟南芥苯丙氨酸解氨酶、过氧化物酶、多酚氧化酶和脂氧合酶活性的影响。用10μg／mLSA喷雾处理生长28d的拟南芥植株,结果发现,经SA处理后,拟南芥叶片中PAL,POD,PPO和LOX活性都迅速增强,PAL活性在处理后12h达到高峰,较高的PAL活性可维持到48h。POD,PPO和LOX活性在SA处理后48h达到高峰,而在24～96h内都可保持较高的POD和PPO活性。这些生理指标的变化与SA诱导拟南芥植物的抗病性相吻合。     

小麦春化脱春化处理对POD活性的影响

以AK 58、百麦207、偃师4110三个小麦品种的种子为试验材料.试验共设4组,每组选用100粒种子,用75％的酒精浸泡15 min进行表面消毒.首先对3个试验组进行春化(-4℃)处理,时间分别为7、14、21 d,春化处理后放在35℃恒温培养箱中进行脱春化3d,之后继续培养至3叶期为止;然后分别提取幼苗中过氧化物酶(POD).并通过测定吸光值对其活性进行测定;最后通过聚丙烯酰胺电泳法显示幼苗的2种酶酶谱进行再次证实.结果表明,同一品种小麦春化、脱春化处理后小麦叶片中POD酶活性大于非处理小麦叶片的酶活性;凝胶电泳试验中,同一品种小麦叶片中的2种酶酶谱亮度强于非处理小麦叶片的酶谱,与吸光值法测定的结果相符.     

小麦单基因系TcLr19抗叶锈防卫反应的表达与叶锈菌侵染进程关系的初步研究

试验采用小麦单基因系TcLr19,感病对照Thacher(Tc)及叶锈菌小种366和165,利用组织化学方法,对接种后不同时间点叶锈菌在亲和和不亲和寄主上的发育情况进行观察,并对表现不同侵染型的TcLr19-叶锈菌组合中的2种防御酶苯丙氨酸解氨酶(PAL)和过氧化物酶(PO)的活性变化及发生过敏性死亡(HR)的细胞面积进行测定.结果表明,伴随着叶锈菌的侵染,TcLr19接种叶锈菌小种366(侵染型为0;)后PAL的活性分别在24,72 h出现高峰,PO活性在48 h达到最高峰,发生HR的细胞面积从接种后24 h逐渐增加直至96 h达到高峰;而接种叶锈菌小种165(侵染型为1)后2种酶活性变化及HR的变化和接种366具有相同趋势,但是前者的酶活性峰值低于后者,且发生HR的面积在96 h之前一直也小于后者.小麦对叶锈菌的抗性表达程度与防卫反应的表达强度呈正相关关系.     

细极链格孢菌蛋白激发子对棉花生长相关酶活性的影响

细极链格孢菌蛋白激发子是一种能诱导植物获得系统抗病性的新型蛋白激发子。在湘杂棉3号的主要生育期,用细极链格孢菌蛋白激发子(PEAT)蛋白粗提液进行叶面喷施后,对棉花叶片中酶保护系统的变化进行了研究。结果表明,经细极链格孢菌蛋白激发子诱导后,棉花叶片POD、SOD、NR的活性与C/N比对照显著增加,而MDA含量比对照显著减少。这可能是PEAT影响棉花细胞内微环境的氧化、还原状态激发植株体内酶保护系统,激活植物自身防卫系统与生长系统,从而使棉花产生对病虫害的抗性,促进了植株生长。     

含CBS结构域的小麦TaCDCP1基因的克隆及其表达分析

利用电子克隆和RT-PCR技术,在本实验室前期构建的非亲和互作的SSH文库基础上,从条锈菌侵染的小麦水原11叶片中首次分离出一个含CBS结构域蛋白的基因,暂命名为TaCDCP1(Triticum aestivum CBS domain containing protein 1)。TaCDCP1包含一个完整的654 bp的开放阅读框,编码217个氨基酸。推测该基因拟编码的蛋白具有2个CBS保守结构域,不含跨膜区且无信号肽,定位在叶绿体基质内;经过同源比对,小麦TaCDCP1氨基酸序列与大麦、水稻和玉米等的同源序列的相似性较高;该基因表达量在小麦叶中显著高于在根和茎中;在小麦与条锈菌的非亲和、亲和组合中,TaCDCP1基因均受到条锈菌诱导,分别在接种后18 h和96 h达到表达高峰,非亲和组合表达量在侵染前期(接种后18~48 h)高于亲和组合,而在侵染后期(接种后96~120 h)低于亲和组合;外源植物激素脱落酸诱导该基因上调表达,苄基腺嘌呤,乙烯,赤霉素,茉莉酸甲酯和水杨酸处理后其表达量在不同程度上受到抑制;TaCDCP1在低温和干旱条件下表达量上升,在机械伤害和高盐处理下表达量无明显差异。表明TaCDCP1可能通过脱落酸等信号途径参与小麦对条锈菌的防御反应,同时参与低温和干旱环境下的信号转导途径。这些结果对于明确CBS结构域的功能以及CBS结构域蛋白尤其是TaCDCP1在小麦与条锈菌互作中的作用奠定了基础。     

条锈菌诱导的小麦bZIP转录因子基因的克隆及表达分析

采用电子克隆和RT-PCR方法,从条锈菌诱导的小麦品种水源11的cDNA中分离到一个编码bZIP转录因子基因的cDNA序列,暂被命名为TabZIP。TabZIP包含一个完整的1 071 bp的开放阅读框,编码356个氨基酸,具有典型的bZIP保守结构域;与水稻、玉米、拟南芥等植物bZIP蛋白的氨基酸序列相似性较高;TabZIP基因在小麦根中的表达量丰富,而在茎和叶中表达量很小;在小麦与条锈菌非亲和组合中,TabZIP基因高水平表达,而在亲和组合中没有明显的变化;防卫相关激素乙烯、茉莉酸也可诱导该基因的快速上调表达,表明TabZIP可能通过乙烯、茉莉酸信号途径介导小麦对条锈病的防御反应。     

TaCDPK2基因在小麦与叶锈菌互作过程中的表达分析

在本实验室前期构建的非亲和互作的SSH文库基础上,从叶锈菌侵染的小麦叶片中发现在接种后8 h表现高表达量的CDPK2-EST。CDPKs即钙离子依赖蛋白激酶,是植物细胞应对各种生物和非生物胁迫过程中承接Ca2+流变化的重要因素。为进一步研究CDPK2在小麦与叶锈菌互作过程中的表达特性,采用RT-PCR和Western-Blotting技术分别在mRNA水平和蛋白质水平对小麦受叶锈菌侵染后不同亲和性组合中CDPK2的表达谱进行了检测。结果表明,小麦CDPK2基因受叶锈菌侵染诱导,不亲和组合在接种后4 h无论在mRNA水平还是蛋白质水平该基因均表现上调表达,而转录水平的表达量在接种后16 h降至对照水平;而在蛋白水平其表达量在接种16 h达到最大,之后又恢复至对照水平。亲和组合中该基因在接种后8 h在mRNA水平略有表达,在蛋白水平其表达量在接种后8 h和16 h有上调表达但其表达量低于不亲和组合,之后又趋于对照水平。这一结果表明,小麦CDPK2基因参与了小麦与叶锈菌的互作过程,并在该过程中对提高小麦抗叶锈能力有一定作用。这一结果为深入探讨小麦CDPK2基因在小麦抵抗叶锈菌侵染中的作用及作用机制奠定了基础。     

小麦类胡萝卜素含量的稳定性及其与黄碱面条色泽性状的相关性分析

选用16个代表性的小麦品种（系）,分别在山东8个地点种植,进行小麦类胡萝卜素含量基因型与环境效应分析。结果表明,在随机效应中,小麦面粉类胡萝卜素含量的品种与试点互作效应最为显著。既要选择类胡萝卜素含量低的品种,又要注意选择在类胡萝卜素含量积累低的地区种植,才能实现优质品种的优质生产。类胡萝卜素含量与面     

玉米与矮花叶病毒互作对防御反应酶系活性的影响

选取抗、感甘蔗花叶病毒-玉米矮化株系的玉米自交系黄早四和Mo 17,与国内流行的甘蔗花叶病毒-玉米矮化B株系组成的非亲合性和亲合性互作体系为研究对象,以未接种为对照,对两类互作类型的防御反应酶系中的苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物岐化酶(SOD)活性变化规律进行系统研究.非亲合性互作中PAL活性始终高于对照,整个互作过程中形成两个较大的峰,亲合性互作中除96 h高于对照外,其它时间均比对照低;非亲合性互作中POD活性先升后降,形成1个明显的峰值,亲合性互作中POD活性与对照相比没有明显变化,144 h形成1个明显酶活高峰;非亲合性互作体系中多元酚氧化酶除24 h外,酶活性均高于对照,形成1个酶活高峰,亲合性互作中酶活与对照相比没有较大变化;非亲合性互作中CAT活性始终低于对照,亲合性互作中在接种24～120 h内形成两个酶活高峰均高于对照;非亲合性互作中SOD活性先降后升,72 h达到酶活高峰,亲合性互作中变化趋势与非亲合性互作相似,酶活高峰出现在120 h.     

条锈菌诱导的小麦MBF1转录辅激活因子基因的克隆及其特征分析

应用电子克隆和RT-PCR方法,从小麦叶片中分离出一个条锈菌诱导的编码MBF1基因的cDNA序列,暂被命名为TaMBF1a。TaMBF1a包含一个完整的429 bp的开放阅读框,编码142个氨基酸,具有MBF1保守结构域;小麦TaMBF1a氨基酸序列与水稻OsMBF1相似性达92%,与拟南芥AtMBF1a相似性达80%。TaMBF1a编码的蛋白可能是核蛋白,且该基因在小麦根、茎、叶组织中表达量基本一致。在小麦与条锈菌的亲和、非亲和互作中,TaMBF1a基因均受条锈菌诱导高水平表达,且非亲和组合表达量高于亲和组合。外源植物激素水杨酸、乙烯、脱落酸也可诱导该基因快速上调表达,表明TaMBF1a可能通过水杨酸、乙烯等信号途径参与小麦对条锈菌的防御反应。     

密肥组合对强筋小麦镇麦12号产量及效益的影响

探索密度和氮肥对红皮强筋小麦产量及效益的影响,为江苏省淮南麦区红皮强筋小麦的生产提供科学依据。以江苏丘陵地区镇江农业科学研究所选育的高产、优质强筋小麦品种镇麦12号为材料,采用随机区组试验设计,设密度和氮肥追施量两个因素,密度分别为225 万株/hm₂、300 万株/hm₂、375 万株/hm₂,氮肥追施量分别为90 kg/hm₂、120 kg/hm₂、150 kg/hm₂,对镇麦12号籽粒产量和经济效益进行分析。研究结果表明,密度和追氮量及其互作效应对籽粒产量的影响达显著或极显著,密度和密度与追氮量的互作对镇麦12号经济效益影响极显著。本试验条件下M1N3处理组合籽粒产量和经济效益最高,穗数达435.6 万穗/hm₂,穗粒数37.1 粒/穗,千粒重45.3 g,籽粒产量和经济效益分别达6519.8 kg/hm₂和4438.7 元/hm₂。     

小麦与叶锈菌互作体系中G蛋白α、β亚基的表达及其与抗病蛋白和活性氧代谢的关系

为了从基因表达水平和抗病生理水平上了解小麦与叶锈菌互作过程中G蛋白的α、β亚基的作用,进一步揭示小麦的抗叶锈病分子机制和信号转导途径,以小麦抗叶锈病近等基因系TcLr1和叶锈菌05-22-64/05-8-63①为材料,构建了小麦与叶锈菌互作的亲和与非亲和组合,利用实时定量PCR技术对小麦G蛋白α、β亚基的基因表达量进行了检测。另外,以清水为对照,检测亲和与非亲和互作组合中,以及G蛋白抑制剂百日咳毒素PTX处理后再接种无毒性菌株的处理中,几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶以及活性氧产生速率的变化。结果发现,G蛋白的α亚基和β亚基都参与了小麦抗叶锈病的反应,并且可能在信号传递过程中起重要作用。无毒性叶锈菌可诱导G蛋白基因表达量的升高,而毒性叶锈菌会抑制G蛋白基因的表达。G蛋白α、β亚基在抗病反应信号传递过程中先后次序不同,β亚基基因的表达先于α亚基基因且表达量高于α亚基基因。另外,G蛋白可能通过诱导防卫酶和活性氧产生的增加来提高小麦对叶锈病的抗性。     

Race-specific aspects of partial resistance in wheat to wheat leaf rust,Puccinia recondita f.sp. tritici

Summary Partial resistance (PR) in wheat to wheat leaf rust (Puccinia recondita f.sp. tritici) is characterized by a slow epidemic build-up despite a susceptible infection type. Two greenhouse tests and two field tests, in which 11 spring wheat cultivars were exposed to five wheat leaf rust races, revealed some indication for race-specificity of PR.In the greenhouse, the expression of PR was highly dependent on the environment. Significant cultivar-race interactions in the first experiment were lost in the second experiment probably due to cultivar-environment and cultivar-race-environment interactions.In the polycyclic field tests several factors played a role in explaining the inconsistency of the cultivar-race interactions, such as differences in initial inoculum, genotypic differences in earliness, interplot interference or environmental conditions.One cultivar-race combination showed a significant but small interaction towards susceptibility in both field experiments. The interaction was probably too small to detect in the monocyclic greenhouse tests. The results do not conflict with the idea that a gene-for-gene relationship could exist between PR-genes in the host and genes in the pathogen.Some problems with regard to the selection of PR in wheat to wheat leaf rust are discussed.