小麦蓝矮病植原体核糖体蛋白rpl22和rps3的生物信息学分析

【目的】将生物信息学方法应用于小麦蓝矮病植原体(WBD)的分类研究,确定了小麦蓝矮病植原体的分类地位。【方法】应用植原体核糖体蛋白(rp)基因通用引物对rpF1/rpR1,对WBD进行PCR扩增并得到特异片段,对特异片段进行测定及同源性分析。【结果】序列测定结果表明,WBDrp基因片段长1 240 bp,包含部分rps19基因和全部的rpl22和rps3基因,且后2个基因为重叠基因,分别编码129和252个氨基酸,rpl22和rps3蛋白的等电点分别为12.605和11.755。【结论】WBD与16SrⅠ-C亚组中三叶草绿变病(Clover phyllody)的KVE、KVG、CPh株系亲缘关系最近,核苷酸同源性依次为99.7%,99.6%和99.0%,WBD与KVE株系的rpl22和rps3基因编码的氨基酸同源性分别为100%和98%,因此将小麦蓝矮病植原体划归到16SrⅠ-C亚组。     

小麦蓝矮病植原体延伸因子(EF-Tu) tuf基因序列的同源性分析

 【目的】利用分子生物学方法分析小麦蓝矮病植原体延伸因子tuf基因，从亚组水平上确定小麦蓝矮病植原体的分类地位。【方法】电镜观察自然发病的小麦蓝矮病病叶；用引物fTufu/rTufu对小麦蓝矮病植原体延伸因子tuf基因进行PCR扩增；核苷酸序列测定及分析。【结果】经电镜超微结构观察，在韧皮部观察到大量典型植原体。通过PCR扩增得到约850 bp的特异片段。感受态转化后，进行测序，结果表明小麦蓝矮病植原体tuf基因片段长842 bp，编码280个氨基酸。分析比较15种植原体延伸因子tuf基因的同源性，结果表明小麦蓝矮病植原体与三叶草绿变（KVF）亲缘关系最近，核苷酸同源性为99.9％，氨基酸同源性为100％。【结论】从亚组水平上确定了小麦蓝矮病植原体的分类地位，为研究小麦蓝矮病植原体的来源及致病分子机理提供理论依据。     

马铃薯X病毒载体介导的人成纤维细胞生长因子21(hFGF21)在烟草中的表达

【目的】利用马铃薯X病毒(PVX)表达载体(pgR107),在本氏烟草中表达人成纤维细胞生长因子21(Fibroblast growth factor 21,FGF21),旨在寻求一种低成本、方便、安全,且保持hFGF21蛋白生物活性的方法。【方法】将包含组氨酸(His)标签序列的hFGF21-smGFP融合基因和hFGF21基因克隆进PVX表达载体,构建重组表达质粒pgR107-His-hFGF21-smGFP和pgR107-His-hFGF21。采用冻融法将质粒pgR107-His-hFGF21-smGFP、pgR107-smGFP和pgR107-His-hFGF21转入根瘤农杆菌GV3101中,通过农杆菌介导注射侵染接种本氏烟的叶片,采用SDS-PAGE、Western blotting和ELISA检测hFGF21-smGFP和hFGF21蛋白的表达情况。烟草叶片表达的融合蛋白经Ni-NTA柱纯化后,再用重组牛肠激酶(rbEK)裂解,获得纯度较高的重组hFGF21活性蛋白。hFGF21调节葡萄糖吸收活性用微量化的GOD-POD法检测。【结果】成功构建了植物病毒双元表达载体pgR107-His-hFGF21-smGFP和pgR107-His-hFGF21。表型观察发现,侵染第7天,烟草外源蛋白积累最高,smGFP和hFGF21-smGFP蛋白的积累主要在细胞质中。SDS-PAGE、Western blotting和ELISA分析表明,hFGF21重组蛋白可在烟草中有效表达,表达量高达500μg/g(鲜叶质量)。生物活性检测结果表明,纯化的hFGF21蛋白可以促进3T3-L1脂肪细胞对葡萄糖的吸收。【结论】利用PVX病毒载体,在本氏烟草中表达的重组hFGF21蛋白具备生物活性。     

小麦蓝矮植原体免疫膜蛋白（Imp）基因的克隆和分子特性分析

 【目的】探讨小麦蓝矮植原体免疫膜蛋白在介体-病原-寄主互作的分子机理。【方法】通过植原体免疫膜蛋白基因序列两侧的保守区设计引物对Imp 1051/Imp 2265,用PCR方法扩增小麦蓝矮植原体免疫膜蛋白基因;对扩增片段的最大开放阅读框和基因的同源矩阵、系统发育树分析;对克隆基因所编码蛋白进行跨膜区、亲疏水区和前导信号序列分析。【结果】从小麦蓝矮病病株和接种长春花中均扩增到约1.0 kb的特异片段,其中小麦蓝矮植原体免疫膜蛋白基因长495 bp,推导的编码蛋白含有164个氨基酸。与10种植原体的免疫膜蛋白基因进行序列同源性分析,小麦蓝矮与三叶草绿变植原体同源性最高,核苷酸和编码的氨基酸序列的同源率分别为98.4％和95.1％。蛋白质结构分析结果表明：小麦蓝矮免疫膜蛋白N端有一个跨膜的前导信号序列,C端为跨膜锚定区,中间为膜外亲水区。【结论】小麦蓝矮植原体与三叶草绿变、翠菊黄化、洋葱黄化和泡桐丛枝植原体的免疫膜蛋白为同型蛋白。     

不同抗性小麦品种感染蓝矮病植原体后体内防御酶活性的研究

【目的】通过研究小麦体内过氧化物酶、多酚氧化酶、苯丙氨酸解胺酶活性的变化规律与植原体侵染过程及品种抗病性的关系,从生理生化学角度揭示小麦品种抗蓝矮病的机制,为蓝矮病的防治和生产上选育优质小麦抗病品种提供理论依据。【方法】对抗、感小麦品种(烟D27、小偃6号)接种小麦蓝矮病植原体,观察其症状变化,同时采用紫外分光光度计法,定期测定小麦叶片的过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)及苯丙氨酸解胺酶(PAL)活性并进行比较分析。【结果】症状观察发现,感病品种的潜育期为12 d左右,抗病品种为18 d左右。防御酶活性的测定表明,随着植原体的侵染,抗病品种的3种防御酶活性均有不同程度的提高,活性提高幅度较大的时期因酶而异,但早于感病品种;感病品种防御酶活性升高较慢且较抗病品种滞后,有时甚至出现酶活性下降现象。【结论】小麦蓝矮病潜育期长短因品种抗性而异,3种防御酶活性变化规律不仅与品种抗性有一定的相关性,而且与植株发病程度密切相关,这些防御酶活性出现的峰值高低与早晚,可作为小麦抗蓝矮病早期鉴定的一种有价值的重要生理指标。     

小麦3种病毒病BSMV、BYDV-PAV、WYMV及WBD植原体病害的多重PCR同步检测

 【目的】通过对检测小麦病毒病和植原体病害的多重PCR体系各成分和循环参数进行摸索和优化,建立了一种同时检测大麦条纹花叶病毒（barley stripe mosaic virus,BSMV）、大麦黄矮病毒PAV株系（barley yellow dwarf virus,BYDV-PAV）、小麦黄花叶病毒（wheat yellow mosaic virus,WYMV）和小麦蓝矮植原体（wheat blue dwarf,WBD）的多重PCR技术体系。【方法】运用根据3种病毒核苷酸保守区序列设计的特异性引物对、根据WBD植原体核糖体蛋白基因序列设计特异性引物对rpF1/R1,从影响多重PCR（M-PCR）扩增的引物浓度、Mg2+浓度、Taq DNA聚合酶浓度、dNTPs浓度、退火温度等方面进行多重PCR体系的优化。【结果】成功的在一个体系中对BSMV、BYDV-PAV、WYMV和WBD复合侵染的小麦材料进行多重PCR扩增,得到503、600、898、1 240 bp 4条特异性大小与试验设计相符的条带,建立了同时检测4种病原的多重PCR体系。【结论】该体系实现了植原体DNA病原和病毒RNA病原的同时检测,体现了多重PCR的优越性。     

小麦蓝矮病植原体核糖体蛋白基因片段序列分析

采用nested-PCR技术对小麦蓝矮病植原体核糖体蛋白基因片段进行扩增,并对扩增片段进行了序列测定及分析。结果表明,nested-PCR扩增得到约1.2kb的特异片段,经核苷酸序列测定获得小麦蓝矮病植原体核糖体蛋白基因序列(1136bp);小麦蓝矮病植原体(WBD)与16Sr组中的各亚组代表植原体亲缘关系均达到96%以上,其中与三叶草变叶病植原体(CPh株系)亲缘关系最近,核苷酸同源性为99.7%,归为翠菊植原体(CandidatusPhytoplasmaasteris)16Sr-C亚组,该结果与以前报道的利用16SrDNA的分组结果一致,从亚组水平上进一步确定了小麦蓝矮病植原体的分类地位。     

小麦蓝矮植原体RNA沉默抑制子互作蛋白的筛选与分析

【目的】揭示小麦蓝矮植原体(WBD phytoplasma)的致病机理及其与寄主的互作关系,为植原体病害防治提供理论依据。【方法】以SWP16为诱饵,将SWP16构建到诱饵载体pBT3-STE和pBT3-SUC上,在小麦酵母双杂交膜系统cDNA文库中筛选与SWP16互作的蛋白,并确定最佳的筛库条件。通过α-半乳糖苷酶活性检测试验对筛选到的互作蛋白进行二次验证,并运用Uniprot对其进行Gene Ontology（GO）注释分析。【结果】以pBT3STE-SWP16作为筛库的诱饵蛋白,确定20 mmol/L 3-AT为筛选文库的最佳浓度,从小麦cDNA文库中筛选到20种互作蛋白,包括Rieske 蛋白、细胞色素b5、CASP蛋白等。经过复筛和α-半乳糖苷酶活性检测试验进一步验证了互作关系,其中14种互作蛋白参与运输、pH调节、光合作用、内质网应激反应、蛋白质泛素化等生理过程;18种互作蛋白存在于线粒体、内质网、细胞膜、细胞质、叶绿体和细胞壁等6种细胞组分中;20种互作蛋白的分子功能主要包括几丁质酶活性、反转运蛋白活性、脱水酶活性、转移酶活性和转录因子活性等。【结论】筛选获得20种与小麦蓝矮植原体效应蛋白SWP16互作的蛋白,有助于推动小麦蓝矮植原体与寄主互作关系的研究。     

小麦蓝矮病植原体的寄主范围研究

小麦蓝矮病是陕西乃至西北冬麦区的一个重要病害,由介体条沙叶蝉专化性传播。利用植原体16SrDNA基因保守序列通用引物对Rm16F2/Rm16R1,应用PCR技术从小麦蓝矮病株叶片中扩增到1.4kb的特异片段。通过介体条沙叶蝉对小麦蓝矮病植原体寄主范围进行研究,在接种的18种寄主植物中,有8种寄主表现症状,表明小麦蓝矮病植原体寄主范围广泛。     

利用VIGS技术在本氏烟中沉默枸杞PDS同源基因的研究

【目的】本项研究旨在通过建立一个异源VIGS体系,为枸杞重要性状相关基因的功能鉴定提供前期信息。【方法】从枸杞叶片中克隆获得409 bp长的八氢番茄红素脱饱和酶基因(phytoene desaturase, PDS)的编码区片段,构建入基于烟草脆裂病毒的VIGS空载体中,通过农杆菌介导的侵润接种,将重组的病毒沉默载体p TRV2-PDS转入本氏烟中。【结果】本氏烟幼苗被侵染接种后,沉默处理植株的叶片呈现整叶白化的表型,而阴性对照植株叶片一直未出现变白的症状,q RT-PCR检测表明,接种17 d后,与阴性对照植株相比,沉默处理植株PDS基因的表达显著地被抑制(P0.05),说明枸杞PDS基因的同源基因在本氏烟中得到了有效沉默。【结论】该VIGS体系的构建,可用于对枸杞部分基因功能的快速初步鉴定和筛选,旨在提高枸杞基因功能研究的效率。     

大麦黄矮病毒运动蛋白在烟草中的瞬时表达(摘要)(英文)

[目的]快速鉴定运动蛋白基因在烟草中的瞬时表达,进一步研究该外源基因的功能。[方法]将大麦黄矮病毒的运动蛋白基因定向克隆到马铃薯X病毒载体上,得到重组的马铃薯X病毒,电击转化农杆菌后,利用农杆菌渗透注射技术注射到本生烟草的叶片中,逐日跟踪观察病毒对烟草的侵染状况。[结果]重组的PVX病毒载体进行PCR鉴定和双酶切鉴定(BamHI+XhoI),均得到了462bp的基因片段,证明外源片段BYDV-MP确实克隆到了PVX病毒载体GR107上。将含有重组的PVX病毒载体GR107-MP和空的PVX病毒载体GR107的农杆菌渗透缓冲液注射到5～6叶期的烟草幼苗后,第7天观察,重组病毒载体侵染的烟草系统叶有病毒侵染症状,而对照组未有此现象。对2组实验进行逐日跟踪观察,重组病毒载体侵染的烟草有较严重的病毒侵染症状和叶片卷曲现象,后期引起注射叶及系统叶坏死。而空病毒载体侵染的烟草只有轻微的病毒侵染症状,并能够恢复健康。对侵染的烟草进行RT-PCR检测,结果表明外源基因BYDV-MP在烟草体内进行了正常的转录和表达。[结论]BYDV-MP蛋白促进了PVX的系统侵染速度,加重了系统侵染的病毒症状,是病毒病症的决定因子;利用PVX表达载体表达异源MP的方法是可行的。     

小麦矮缩病毒引起的植株矮化与赤霉素代谢的相关性分析

【目的】由异沙叶蝉(Psammotettix alienus)传播的小麦矮缩病毒病是近年来中国西北部麦区严重发生的小麦病毒病害之一。受侵染的小麦植株严重矮化,有效分蘖减少,产量损失严重。论文旨在明确小麦矮缩病毒(Wheat dwarf virus,WDV)侵染小麦植株后矮化症状形成与赤霉素代谢调控的关系,为该病害的防治打下基础。【方法】以小麦品种扬麦12为试验材料,以异沙叶蝉为传毒介体饲毒后转移到1叶期的健康幼苗(3头/株)上进行传毒,同时以无毒异沙叶蝉取食健康幼苗为对照。根据试验需要,不同时间取样备用。为保证试验的准确性,经PCR检测为阳性的作为处理组试验材料;采用间接酶联免疫吸附(ELISA)法,利用植物赤霉素(GA3)试剂盒测定分析侵染第21天取样的小麦叶片赤霉素含量;将带毒条沙叶蝉接种的小麦苗分为两个平行处理组,接种后第7天分别用GA3(浓度为50 mg·L-1)和H2O进行叶面喷施处理,每隔一周处理一次。以无毒叶蝉接种后长势一致的小麦苗作为对照组,根据株高统计结果分析外施赤霉素对受侵染小麦植株的表型变化;以山羊草(Aegilops tauschii)的内根-贝壳杉烯合成酶(ent-kaurene synthase-like 3,KSL3)的基因编码区序列为参考基因设计引物(KSL3-F:5′-ATGATGGTGAATCCGCCGC-3′;KSL3-R:5′-TTAATGGTTGATCTTTGTTT-3′),对扬麦12的KSL3进行克隆和序列分析;分别取接种后7、14和21 d的小麦植株叶片,提取RNA后反转录,以克隆得到的Ta KSL3基因序列设计引物(Ta KSL3-F:5′-GAGACATGTGCCATGGCGTTC-3′;Ta KSL3-R:5′-CGTGTCACTCAGATCGGTGGAG-3′),选择小麦翻译延伸因子1A(EF-1α)作为内参基因,利用荧光定量PCR方法分析赤霉素代谢相关基因的转录水平。【结果】经ELISA检测发现,接种21 d的发病植株赤霉素含量与健康植株相比降低了28.9%;通过施用浓度为50 mg·L-1的赤霉素后,发病植株的平均株高相比对照组显著增加35.9%;采用同源克隆得到了完整的小麦赤霉素合成途径关键酶KSL3的编码区序列,长度为1 827 bp,编码608个氨基酸,BLAST比对分析发现该DNA序列与山羊草KSL3编码区序列相似度为85.2%。经荧光定量检测发现受小麦矮缩病毒侵染后小麦KSL3表达量显著下降,接种14 d降低为对照组的35.7%,21 d降低为对照组的9.6%。【结论】小麦矮缩病毒的侵染导致赤霉素合成途径关键酶的表达量降低,可能使赤霉素合成受阻,赤霉素含量降低引发受赤霉素调节的细胞生物学过程异常,从而诱导矮化症状形成。研究结果为揭示小麦矮缩病毒侵染的致病机理和病害防控打下了基础。     

小麦蓝矮病植原体的分子生物学检测研究

小麦蓝矮病是中国北方小麦的重要病害。利用植原体特异引物对小麦蓝矮病带病植株总DNA进行巢式-PCR(Nested-PCR)扩增,获得1.2kb的特异性片段,从分子水平上证明小麦蓝矮病是一种植原体病害。对具有红矮和蓝矮症状的病株扩增均可扩增出目标片段,说明红矮和蓝矮症状都是由植原体引起。试验为在小麦蓝矮病分子诊断、田间介体带毒检测、寄主范围研究等提供一种快速、灵敏可靠的方法。     

萝卜花变叶病病原鉴定及赤霉素合成与代谢途径中关键酶基因的表达

【目的】明确云南元谋地区发生的萝卜花变叶病病原以及赤霉素合成途径中关键酶基因表达量的变化。【方法】对自然表现花变叶、丛枝和节间缩短的萝卜感病植株总DNA进行植原体16S rRNA基因扩增、克隆、测序及系统进化树构建,并采用实时荧光定量PCR技术分析赤霉素合成及代谢途径中关键酶基因(GA20ox1、GA3ox1和GA2ox1)表达量的变化。【结果】该植原体株系与16SrⅡ-A亚组相似性最高(0.98),并与16SrⅡ-A亚组中的其他植原体株系明显形成一个进化支。【结论】萝卜花变叶植原体(Raphanus sativus phyllody,RsPh-YNym)为植原体16SrⅡ-A亚组成员,且与候选种Candidatus Phytoplasma aurantifolia相关,明确了该株系的分类地位;感病植株茎中3种关键酶基因GA20ox1、GA3ox1和GA2ox1表达水平发生了变化,表达量均下调,说明植原体的侵染造成了植株赤霉素稳态被破坏,从而导致植株表型改变。     

基于柑橘叶斑驳病毒的表达载体构建及应用

【目的】 构建基于柑橘叶斑驳病毒（citrus leaf blotch virus,CLBV）的表达载体,通过系统表达抗菌肽提高植物抗病性,为柑橘溃疡病、柑橘黄龙病等病害的防控提供新型技术手段。【方法】 基于前期构建的侵染性克隆pCY-CLBV201,在外壳蛋白基因终止子后插入亚基因组启动子序列及多克隆位点,构建病毒表达载体pCLBV202。在多克隆位点插入绿色荧光蛋白（green fluorescent protein）基因（gfp）,通过农杆菌介导接种、荧光观察验证pCLBV202-GFP表达GFP的情况。克隆天蚕的抗菌肽（cecropin B,CB）基因并构建重组载体pCLBV202-CB,通过农杆菌介导分别注射接种本氏烟和真空浸润接种柑橘实生苗,筛选阳性植株并分别注射接种和根灌接种烟草青枯病菌及针刺离体叶片接种柑橘溃疡病菌,同时设空载体接种植株为对照,通过症状观察、发病率及病情指数评价接种植株的烟草青枯病抗性;通过柑橘叶片的病斑数量、发病率及菌落浓度评价其溃疡病抗性。【结果】 pCLBV202-GFP接种烟草和尤力克柠檬后,均可以在系统新叶上观察到绿色荧光,在烟草上表现更为明亮,说明基于CLBV的表达载体构建成功。接种青枯病菌后,处理组（pCLBV202-CB）较对照组（pCLBV202）发病时间延迟4 d。在接种后第24天（24 dpi）,处理组发病率为14.3%,对照组发病率为100%,差异显著。处理组相对于对照组的抗性指数为-2.66,抗性评价为高抗,表明利用pCLBV202-CB系统表达CB增强了对烟草青枯病的抗性。尤力克柠檬叶片针刺接种柑橘溃疡病菌,7 dpi时,处理组病斑数为47个,发病率为43.5%,对照组病斑个数为73个,发病率为67.6%。菌群数变化检测发现,处理组菌群数小于对照组菌群数,表明利用pCLBV202-CB系统表达CB增强了尤力克柠檬的溃疡病抗性。【结论】 构建了基于CLBV的病毒表达载体pCLBV202。利用pCLBV202在本氏烟和柑橘中系统表达CB可以提高植株对细菌性病害的抗性,这为柑橘细菌性病害的防控提供了新技术。     

在中国大豆品种上创建ALSV诱导的基因沉默体系

【目的】在中国大豆品种上建立以苹果潜隐球形病毒（apple latent spherical virus,ALSV）为载体的基因沉默体系,为中国大豆品种的基因功能和遗传育种提供一种简便、省时、易操作的技术体系。【方法】构建以农杆菌介导接种的ALSV病毒侵染性克隆载体。从大豆品种威廉姆斯82（Williams 82）中特异扩增327 bp的八氢番茄红素脱氢酶（GmPDS）基因cDNA片段,插入病毒载体pALSV2。通过农杆菌浸润法将病毒载体导入模式植物本氏烟（Nicotiana benthamiana）,17 d后富集病毒粒子,摩擦接种大豆第一轮真叶,以接种病毒空载作为对照组,持续观察测试大豆植株系统叶表型,并结合逆转录-聚合酶链式反应（RT-PCR）或荧光定量PCR（qRT-PCR）检测ALSV衣壳蛋白基因（CP）和GmPDS的表达水平。【结果】ALSV﹕GmPDS接种大豆品种威廉姆斯82和南农1138-2,20 d后,前者系统叶未见白化表型,而后者系统叶出现明显的白化表型;qRT-PCR检测结果表明,发生白化的南农1138-2植株中GmPDS的表达水平显著降低,未出现白化表型的威廉姆斯82中GmPDS的表达水平没有出现显著变化。在此基础上,采用相同的方法,测试了ALSV在其他9种大豆品种中诱导GmPDS的沉默效率,发现在南农47、安豆203、祥斗4号、中黄13、山宁29、齐黄34等大豆品种上接种ALSV﹕GmPDS后植株系统叶均产生白化表型,而菏豆12、中黄311和山宁16等3个品种的GmPDS均不能诱导有效沉默。【结论】构建了农杆菌介导的ALSV病毒载体,利用本氏烟扩繁富集ALSV病毒,将提纯的病毒粒体摩擦接种大豆真叶,在多个中国大豆品种上成功建立了基因沉默体系。     

大麦黄矮病毒运动蛋白在烟草中的瞬时表达

[目的]快速鉴定运动蛋白基因在烟草中的瞬时表达,进一步研究该外源基因的功能。[方法]将大麦黄矮病毒的运动蛋白基因定向克隆到马铃薯X病毒载体上,得到重组的马铃薯X病毒,电击转化农杆菌后,利用农杆菌渗透注射技术注射到本生烟草的叶片中,观察病毒对烟草的侵染状况。[结果]渗透注射后第7天观察,重组病毒载体侵染的烟草系统叶有病毒侵染症状,而对照组未有此现象。对2组试验进行逐日跟踪观察,重组病毒载体侵染的烟草有较严重的病毒侵染症状和叶片卷曲现象,后期引起注射叶及系统叶坏死。而空病毒载体侵染的烟草只有轻微的病毒侵染症状,并能够恢复健康。对侵染的烟草进行RT-PCR检测,结果表明外源基因BYDV-MP在烟草体内进行了正常的转录和表达。[结论]BYDV-MP蛋白促进了PVX的系统侵染速度,加重了系统侵染的病毒症状,是病毒病症的决定因子;利用PVX表达载体表达异源MP的方法是可行的。     

甾烯醇原药对小麦黄矮病的毒力测定及防效试验

黄矮病在世界各地小麦上发生普遍,在田间是由麦蚜传播小麦黄矮病侵染引起发病,对我国小麦危害损失严重,生产上急需有效的低残留的防治药剂。为了明确甾烯醇对作物病毒病的防治水平,实验室提取制备了甾烯醇原药,对小麦黄矮病的毒力测定和田间防效进行了试验。毒力测定结果表明甾烯醇原药对小麦黄矮病的有效抑制中浓度(LC_(50))为3.385 mg·L~(-1),田间试验结果表明,喷施15 mg·L~(-1)甾烯醇原药稀释液2d后接种病毒,相对预防效为82.63%,接种病毒2 d后喷施15 mg·L~(-1)甾烯醇原药稀释液,甾烯醇处理区大多数植株健壮、叶片绿色,少数植株发病,治疗效果为76.16%,说明植物源甾烯醇可用于黄矮病的绿色防控。     

利用TRV-HIGS技术鉴定核盘菌致病相关的分泌蛋白基因

【目的】由核盘菌（Sclerotinia sclerotiorum）引起的菌核病是我国油菜种植上的主要问题,严重威胁着菜籽产量及品质。分泌性蛋白在病原菌致病过程中起着重要作用,核盘菌基因组中包含大量编码分泌性蛋白的基因,本研究旨在鉴定并筛选与致病性相关的分泌蛋白基因,揭示核盘菌的致病机理,为菌核病防控提供重要靶标。【方法】采用SMART软件对核盘菌在侵染抗病、感病甘蓝过程中差异表达明显的8个具有信号肽的候选基因进行蛋白质结构域的分析,随后将SMART分析得到的结构域分别于SCOP、Pfam、PDB数据库进行功能注释。利用基因特异性引物进行目的基因特异片段的PCR扩增,构建pTRV2-Gene和pTRV2-GFP载体。随后等量混合含有pTRV1及pTRV2-Gene,pTRV1及pTRV2-GFP载体的重悬菌液。室温静置3 h后,利用针筒浸润法将pTRV2-Gene载体及对照（TRV-GFP）侵染5—6周龄的本氏烟（Nicotiana benthamiana）。侵染植株于黑暗环境中培养48 h后,再置于正常光照条件的环境中生长7 d。将直径6 mm的核盘菌PDA菌丝块接种于侵染9 d后的烟草叶片叶腹的中央,其中带菌面紧贴叶片,随后将接种植株培养48 h后统计病斑面积。提取接种48 h后的病斑及病斑周围组织叶片（距腐烂组织边缘1 cm左右）的RNA,利用特异引物进行目的基因的qRT-PCR,计算目的基因在携带TRV-HIGS载体的烟草植株中的相对表达量。【结果】SMART及结构域注释预测这8个候选基因可能参与了蛋白、核酸或多糖的水解,影响植物的免疫反应,参与核盘菌对药物耐受性的调节及生物素合成。核盘菌接种携带这8个基因的TRV-HIGS载体及对照载体的烟草,48 h后对照植株的病斑面积平均为3.44 cm ²,除SS1G_07655外,其余7个候选基因的TRV-HIGS植株上的病斑面积相比对照植株均显著减小（P≤0.05）,其病斑面积介于1.63—2.61 cm ²。qRT-PCR结果显示,这7个致病相关的候选基因在核盘菌侵染烟草过程中的基因表达水平均显著低于对照（P≤0.05）。【结论】利用TRV介导的HIGS技术成功地对核盘菌中8个未知功能的分泌蛋白基因进行了功能鉴定,筛选到7个可能与核盘菌致病性相关的基因,其中对核盘菌致病性影响最大的SS1G_03146预测可能参与核盘菌生物素合成,同时SS1G_04343及SS1G_11912预测可能参与影响植物的免疫反应。     

土壤宏基因组中抗草甘膦新基因的克隆及其功能验证

【目的】从土壤宏基因组中克隆新的抗草甘膦新基因,并对其功能进行验证,为培育抗除草剂转基因新品种奠定基础。【方法】利用被草甘膦污染的土壤建立宏基因组文库,经筛选从中成功克隆了一个新的具有草甘膦抗性的5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合成酶(EPSPS)基因(命名为soilA)。构建了Prrn启动子驱动soilA基因的原核表达载体pSYTH-soilA,将其导入大肠杆菌进行原核草甘膦抗性试验,构建了35S启动子驱动soilA基因的植物表达载体pC330E,利用农杆菌介导法转化烟草,并对经PCR和胶体金试纸条鉴定的转基因烟草植株进行草甘膦耐受能力检测。【结果】序列分析表明,所获得的soilA基因长1 347bp,编码448个氨基酸,经BLAST分析,结果表明其属于ClassⅡ型EPSPS基因家族。原核表达soilA可使受体菌具有耐受1 200mmol/L草甘膦。构建soilA植物表达载体pC330E,通过农杆菌介导法将其导入烟草,经PCR和胶体金试纸条检测共获得107株阳性烟草植株,经过喷洒试验获得了3株高耐受草甘膦植株,这3株转基因烟草最高可耐受200mmol/L草甘膦。【结论】新克隆的编码EPSPS的soilA基因能够提高受体材料的草甘膦耐受能力。