水稻白叶枯病菌hrcU基因缺失突变体构建及功能研究

通过基因敲除方式,构建了水稻白叶枯病菌hrcU基因的缺失突变体.突变体丧失了在水稻上的致病性和在非寄主植物上的过敏反应.携带hrcU基因的黏粒完全互补了hrcU突变菌株的表型,互补菌在水稻组织中的生长能力也与野生型菌株相当.免疫杂交结果显示,hrcU基因突变后,水稻白叶枯病菌的Harpin蛋白Hpa1不能从细胞内分泌到胞外.这些结果表明,水稻白叶枯病菌hrcU基因的主要功能是形成Ⅲ型分泌系统,将效应分子分泌到病原细菌胞外,从而决定了在非寄主上的过敏反应和在水稻上的致病性.     

水稻白叶枯病菌hrcU基因缺失突变体构建及功能研究

 通过基因敲除方式,构建了水稻白叶枯病菌hrcU基因的缺失突变体。突变体丧失了在水稻上的致病性和在非寄主植物上的过敏反应。携带hrcU基因的黏粒完全互补了hrcU突变菌株的表型,互补菌在水稻组织中的生长能力也与野生型菌株相当。免疫杂交结果显示,hrcU基因突变后,水稻白叶枯病菌的Harpin蛋白Hpa1不能从细胞内分泌到胞外。这些结果表明,水稻白叶枯病菌hrcU基因的主要功能是形成Ⅲ型分泌系统,将效应分子分泌到病原细菌胞外,从而决定了在非寄主上的过敏反应和在水稻上的致病性。     

hrcQ基因决定水稻条斑病菌在非寄主烟草上的过敏性反应和在寄主水稻上的致病性

 水稻条斑病菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzicola）hrcQ 基因在动植物病原细菌中高度保守。不同植物病原细菌的HrcQ蛋白因在N端有变化,推测可能与分泌的效应分子特异性有关。但水稻条斑病菌HrcQ蛋白对Ⅲ型分泌系统(type Ⅲ secretion system, T3SS)的形成以及对效应分子的分泌性影响还不清楚。为弄清HrcQ蛋白在此方面的作用,利用同源重组方式获得了水稻条斑病菌^hrcQ基因的敲除突变体,该突变体丧失了在烟草上激发过敏性反应的能力和在水稻上的致病性。hrcQ基因与水稻细胞互作时受诱导表达。蛋白质 蛋白质互作结果显示,HrcQ可分别与Hpa1、HrcN、HrpB5和HrpB2互作。分泌性检测发现,HrcQ不通过T3SS分泌至胞外。hrcQ基因突变,影响Hpa1和HrpB2蛋白分泌。这些结果表明,HrcQ蛋白是形成Ⅲ型分泌系统的基本组分,并通过帮助Hpa1和HrpB2等T3SS效应因子的分泌,从而影响病菌在非寄主上的过敏性反应和在水稻上的致病性。这为进一步分析水稻黄单胞菌T3SS的形成和分泌机制奠定了基础。     

芒果细菌性黑斑病菌XcmR基因的克隆与序列分析

根据黄单孢菌属LuxR基因的同源性设计简并引物XF/XR,采用同源克隆法从芒果细菌性黑斑病菌(Xanthomonas campestris pv.mangiferaeindicae)中获得了约1.4 kb的DNA片段。经测序和序列同源性分析表明,该基因片段长1 422 bp含有一个完整的LuxR同源基因,并命名为XcmR。生物信息学分析表明,XcmR基因完整ORF(开放阅读框)全长765 bp,编码254个氨基酸,分子质量和等电点分别约为28.2 ku和8.9,与GenBank中公布的Xanthomonas属LuxR或AhyR/AsaR氨基酸序列具有86%~99%相似性。系统聚类结果表明,XcmR与来源于柑桔溃疡病菌(X.axonopodis pv.citri)、番茄疮痂病菌(X.c.pv.vesicatoria)、水稻白叶枯菌(X.oryzae pv.oryzae)和甘蓝黑腐病菌(X.c.pv.campestris)的LuxR蛋白聚成一支。NCBI网站蛋白质保守结构域搜索表明,XcmR是LuxR蛋白家族的一员,具有LuxR蛋白相似结构。     

转录因子OPBP1和OsiWRKY基因的超表达提高水稻的耐盐及抗病能力

采用基因枪法将耐盐的OPBP1和抗病相关的OsiWRKY转录因子共转化入水稻材料秀水11,经PCR及分子杂交分析确认目的基因已整合到水稻基因组中并超量表达。抗病性测定表明,与未转基因水稻相比,转基因水稻植株表现出对稻瘟病菌（Magnaporthe grisea）和白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae pv.oryzae）的较好抗性。抗盐能力检测结果表明,在同等盐胁迫条件下转基因株系生长较快,叶绿素含量和生物学产量都显著高于未转基因对照。上述结果表明,OPBP1和OsiWRKY基因在水稻中增强表达可以提高水稻的耐盐及抗病能力。     

水稻抗病基因介导的抗白叶枯病反应中蛋白质表达谱的比较分析

采用双向电泳 质谱分析技术,比较分析了水稻在接种白叶枯病菌 （Xanthomonas oryzae pv. oryzae）1、4、8、24、72 h 后蛋白质表达谱的差异。通过比较接种白叶枯病菌和对照之间、接种不同白叶枯病菌生理小种之间的表达差异,鉴定了72个差异表达的抗病相关蛋白点,对其中部分点的蛋白质进行了电离子喷雾二级质谱学分析鉴定,确定了11个抗病反应中差异表达的蛋白质。     

白叶枯病菌拮抗菌筛选及水稻叶围微生物互作研究初报

 1998年7月～10月, 于田间汕优63水稻叶片上分离采集微生物, 并进行叶围微生物鉴定,以筛选白叶枯病拮抗菌。结果表明:除极少量分布的真菌和细菌外, 主要种群包括真菌类群Alternaria和 Fusarium属; 细菌类群Flavobacterium, Xanthomonas, Pseudomonas和Bacillus属。对白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzae）具有明显拮抗作用的微生物为Bacillus属,而且Bacillus属细菌对其余大部分叶围微生物具有程度不同的拮抗作用,可以初步断定其产生的拮抗物质具有一定的广谱性。     

转hrf1基因水稻对稻瘟病多小种非专化的稳定抗性

以表达水稻白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzae）编码harpin广谱抗性激发子的hrf1基因的转基因系为材料,在温室和田间病圃鉴定它们对稻瘟病菌的抗性,分析转基因水稻抗稻瘟病的作用机制。研究结果显示,转hrf1基因水稻对稻瘟病菌ZC3、ZD1和ZG1小种表现高抗,对ZB13表现中抗,表明hrf1基因在水稻中表达可以产生非小种专化抗性。在稻瘟病圃中对水稻稻瘟病抗性鉴定结果显示,转hrf1基因水稻在T1、T3、T5和T7代对稻瘟病菌都表现很好的抗性,表明转hrf1基因水稻对稻瘟病菌的抗性能稳定遗传。 转hrf1基因抗病水稻中防卫反应基因OsPR1a、OsPR1b、PAL和Chia4a以及正向调控水杨酸介导信号传导的NPR1基因的表达显著增强。转基因抗病水稻中硅含量显著提高。Harpin编码基因在水稻中表达,可能通过激发水稻中防卫反应基因的表达,提高水稻中硅含量等,从而使水稻产生对稻瘟病菌的广谱抗性。     

云南高海拔粳稻区白叶枯病菌致病力差异分析

云南高海拔粳稻区白叶枯病危害日益严重,为了探明该区域白叶枯病菌致病力差异,对白叶枯病进行有效防控。利用15个水稻白叶枯病菌鉴别品种,对采集自海拔1800 m以上稻区11个水稻品种上的32份菌株进行致病力研究。结果发现,致病力最强的菌株是楚雄州的CX28-3和CX30-1,致病率为73.33%;最弱的是大理州剑川县的JC12-2,致病率为0。在高海拔粳稻区,菌株的致病力分化与采集地的海拔高度无关,却与地理距离、采集品种的推广面积有关;而菌株的致病型频率与其采集地的海拔、经纬度、采集品种的推广面积的相关性均不显著。鉴别品种毫糯扬(含新基因)、IRBB14(Xa14)、IRBB4(Xa4)和Tetep(Xa2,Xa16)对所有参试菌株表现为高抗或抗。因此,这些品种内所含的抗性基因值得在云南高原粳稻育种和生产中应用,特别是云南地方稻种毫糯扬,更应加强其新抗病基因的定位和克隆,以为品种选育提供新的抗原。     

水稻类病变突变体lrd40的抗病性与细胞学分析

 由中花11经γ射线诱变获得的水稻类病变突变体lrd40，是一个对环境不敏感的全生育期表达的突变体。遗传分析表明，lrd40的类病变性状为1个隐性位点控制，与已报道的类病变突变体lrd38、lrd39、lrd42是非等位的。经多点接种试验，lrd40对水稻白叶枯病2个菌系PXO99A和DY89031都表现抗病。lrd40与野生型杂交F2接种结果证实，lrd40的抗白叶枯病与类病变的表现是一致的。锥虫蓝（trypan blue）染色观察到lrd40的类病变发生可能是一个程序性细胞死亡过程，经二氨基联苯胺（diamino benzidine，DAB）染色检测到lrd40的类病变表达时，叶片上产生H2O2沉淀。细胞学观察结果说明，lrd40的类病变发生类似于植物防卫反应的早期特征，如细胞死亡和过敏反应导致的氧迸发（oxidative burst）。     

Identification of quantitative trait loci associated with resistance to Xanthomonas oryzae pv. oryzae pathotypes prevalent in South China

Bacterial blight(BB), which is caused by Xanthomonas oryzae pv. oryzae(Xoo), is an important rice disease responsible for significant yield losses. In the rice-growing regions of South China where BB outbreaks are common, the resistance of cultivars with BB resistance genes Xa4 and Xa21 has been lost because of rapid changes in the Xoo population structure and virulence. In this study, 421 diverse rice accessions were evaluated regarding their resistance to two Xoo strains, namely GD1358(C5) and IV, which are prevalent pathotypes in South China and overcame the resistance of Xa4 and Xa21, respectively. Using the 4.8 mio filtered SNP dataset, we conducted a genome-wide association study, which identified 13 loci associated with BB resistance, including eight new quantitative trait loci(QTL) and five QTL harboring known BB resistance genes: Xa3/Xa26, xa5, Xa35(t), Xa36(t), Xa40, Xa43(t), and xa44(t). Intriguingly, a steep peak was detected on chromosomes 5 and 11. Six QTL including three new ones, were distributed on chromosome 11, whereas a new QTL q BB5.1 and a known QTL were detected on chromosome 5. Haplotype analyses indicated that the LOC;s05 g01610(Os PRAF2) gene within the q BB5.1 region, which encodes a PRAF protein, is associated with BB resistance. Furthermore, Os PRAF2 knockout lines generated using the CRISPR-Cpf1 system were significantly more resistant to Xoo strains than the wild-type plants. Our results provide researchers and breeders with useful information regarding QTL and gene resources,which may be relevant for developing new BB-resistant rice cultivars.     

Assessment of genetic diversity of Xanthomonas oryzae pv. oryzae

Bacterial blight of rice, caused by Xanthomonas oryzae pv. Oryzae(Xoo. ), is one of the major rice diseases in China. Making clear the shift of genetic diversity of the pathogen will provide important information for rice breeding. Strains collected from 11 provinces located in Southern region of the Changjiang River in China were assessed by using inoculation method and IS-PCR(Insertion Sequence-Based Polymerase Chain Reaction) analysis.     

连续交叉接种对云南高原粳稻白叶枯病菌株变异的影响

 为了探索影响高原粳稻区白叶枯病菌变异的因子,以2个云南高原粳稻区白叶枯菌株2001 2、K 1为供试菌株,在毫糯扬、金南风、滇粳优5号和合系41等不同品种组合上连续接种或连续交叉接种后分离菌株,利用高原粳稻白叶枯病菌的鉴别品种和分子检测手段,对获得的菌株的致病型及基因变异进行分析。结果显示,原始菌株2001 2与其7个获得菌系（23个菌株）的致病型都不同,其中,除获得菌系6 2的3个菌株致病力增强外,其他6个获得菌系的20个菌株致病力均减弱;而原始菌株K 1的抗感反应模式与其获得菌系6 8的7个菌株完全相同。利用IS1112、hrpF引物进行菌株PCR扩增以及UPGMA聚类分析并将相应序列测序,结果显示,供试菌株IS1112、hrpF分子谱型的遗传分簇与菌株致病型之间无一一对应关系;在基因序列上,各菌株的IS1112和hrpF的两个序列片段表现出不同的碱基变化特征。两个原始菌株接种在不同抗性品种组合上获得的菌系的致病性变异具有特殊性和不定向性。