甘蓝型油菜BnEIN3基因克隆及菌核病诱导表达

[目的]探讨甘蓝型油菜EIN3（BnEIN3）基因与菌核病抗性的关系。[方法]根据GenBank中已公布的拟南芥EIN-3基因的保守区及甘蓝型油菜EST序列,设计特异性引物,分别进行基因组PCR和RT-PCR扩增,克隆BnEIN3基因。对菌核病不同抗性的3个油菜品种中BnEIN3的表达进行荧光定量PCR检测分析。[结果]克隆得到1947bp的基因片段,与拟南芥EIN3一致性高达82%,有完整的开放阅码框,编码614个氨基酸,其中包含1个EIN3结构域,初步认定该片段为油菜BnEIN3基因。在高抗品种（D083）中,菌核病在侵染后期快速诱导BnEIN3上调表达,且显著高于中抗（中双9号）及高感品种（84039）中该基因的表达水平。在中抗及高感品种中,菌核病均抑制BnEIN3的表达,且中抗品种BnEIN3表达量一直大于高感品种。[结论]BnEIN3可能与油菜对菌核病抗性相关。     

油菜菌核病相关的WRKY转录因子研究进展

介绍了WRKY转录因子的结构特点,综述了WRKY转录因子在植物防卫反应中的作用以及在油菜菌核病防卫调控机制中的研究,在此基础上,提出了研究WRKY转录因子可能为油菜菌核病防治及抗病育种提供新的思路。     

人工合成高抗菌核病甘蓝型油菜几种关键酶编码基因的表达与其抗性的关系

【目的】研究人工合成高抗菌核病甘蓝型油菜RB165的几种关键酶编码基因与菌核病抗性的关系。【方法】以RB165及其野生甘蓝抗病亲本BP（Brassica incana）和耐、感病甘蓝型油菜为试材,离体鉴定叶、茎菌核病抗性,并用qRT-PCR对4个病程相关基因（OXO、Cu/Zn SOD、PR2和PR3）在叶片接种0、6、12、24、36 h的表达进行检测。【结果】参试材料叶片和茎杆的抗病性达到极显著正相关（r = 0.93）; RB165的抗病性低于RP,但极显著高于耐、感病品（种）系;接种核盘菌后,OXO的表达被抑制,Cu/Zn SOD的表达则先下降后上升,PR2的表达出现2次峰值,PR3的表达被剧烈诱导,4个基因在不同材料间的相对表达量差异极显著,但变化规律相似。【结论】RB165的抗病性强于耐病甘蓝型油菜,但几种酶编码基因受核盘菌的诱导表达与菌核病抗性没有直接关系。     

不同营养类型植物病原真菌次生代谢产物合成基因簇的差异性研究

选择全基因组序列已经公布的22种真菌为研究对象，利用antiSMASH数据库对不同营养类型真菌的次生代谢产物合成基因簇进行注释，以期发现不同营养类型植物病原真菌在侵染植物过程中次生代谢产物所发挥的作用及合成基因簇的差异性。结果表明：半活体营养型真菌和死体营养型真菌中次生代谢产物合成基因簇的种类和数量都高于活体营养型真菌；进一步对非核糖体肽合成酶（NRPS）、聚酮合酶（PKS）、萜烯（terpene）三大类次生代谢产物合成基因簇进行分析，发现半活体营养型和死体营养型病原菌中NRPS基因簇、PKS基因簇和萜烯基因簇的数量也都高于活体营养型病原菌。     

甘蓝型油菜LOX2基因在MeJA、BTH和核盘菌诱导下的表达

利用荧光定量PCR技术,检测了甘蓝型油菜脂氧合酶基因LOX2在化学激素(MeJA和BTH)处理和核盘菌(Sclertinia sclerotiorum)接种后的表达差异,以及核盘菌诱导处理后LOX2基因在不同油菜菌核病抗性品种中的表达差异.结果显示:MeJA处理后,LOX2基因的表达水平在24 h达到最高,是处理前的30.3倍,表明LOX2基因的表达受MeJA诱导;相反,LOX2基因的表达受水杨酸类似物BTH的明显抑制.进一步研究表明:LOX2基因在核盘菌接种后期明显诱导上调表达,接种72 h后在高抗品种D083、中高抗品种ZS9和高感品种84039的表达量分别为接种前的5.0倍、2.7倍和1.7倍.因此,初步推测LOX2基因的高表达在油菜对菌核病抗性中起重要作用,参与了茉莉酸介导的菌核病抗性防御反应.     

川渝地区油菜菌核病菌对多菌灵的抗性监测及抗性机理研究

油菜菌核病是危害油菜生产的主要病害,多菌灵作为防治该病害的有效杀菌剂在很多地区已产生抗性.川渝地区是我国油菜的重要产区,油菜菌核病发生普遍,但该地区病原菌对多菌灵抗性研究未见报道.该文开展川渝地区油菜菌核病对多菌灵敏感性基线、抗性监测及抗性分子机理的研究,采用菌丝生长速率法测定了106个野生菌株对多菌灵的敏感性,结果表明病原菌EC50值在0.009 12~0.182 7μg/mL之间,不同敏感性的菌株频率呈近连续的单峰曲线分布,平均EC50值为(0.067 25±0.034 06)μg/mL;以5.0μg/mL作为田间抗性菌株的区分剂量,检测了2013年采自该地区10个区、县、市585株病原菌对多菌灵的抗性,结果表明绝大多数为敏感菌株,占99.49%,仅发现3株田间抗性菌株,占0.51%;3株抗性菌株的抗性倍数达2 085倍以上,均为高抗菌株;以引物B1-1/B3-1PCR扩增抗性菌株的β-微管蛋白基因,测序并与标准菌株1 980比对,结果发现3株抗性菌株的198位氨基酸均由Glu变为Ala.     

拟南芥韧皮部防卫反应转录调控与小麦抗蚜虫机制

植物在受蚜虫侵袭时,乙烯或茉莉酸信号与MYB转录因子调控韧皮部防卫反应,凝集素类韧皮部蛋白(PP)与葡聚糖合酶(GSL)催化生成的胼胝质堵塞筛管细胞壁和筛孔,妨碍蚜虫刺吸韧皮部。根据笔者在拟南芥上的研究,韧皮部防卫反应由转录因子AtMYB44与乙烯信号调控,AtMYB44直接作用于乙烯信号传导调控因子EIN2,启动EIN2基因表达,EIN2转而调控韧皮部防卫反应和对桃蚜的抗性。与拟南芥相比,普通小麦基因组容量超出120多倍,不同基因家族成员冗余程度很高,功能复杂,多种机制交叉作用,影响抗虫防卫反应。小麦编码MYB、GSL和凝集素及其受体蛋白的73、22和50种基因已有全长序列克隆,哪些基因参与小麦针对蚜虫的韧皮部防卫反应以及它们与乙烯或茉莉酸信号的功能关系等问题,目前还不清楚。通过信号传导抑制剂药理学试验与基因沉默效应,鉴定参与小麦抗蚜作用的乙烯或茉莉酸信号传导因子;使用基因沉默、过表达以及荧光蛋白激光共聚焦检测技术,鉴定受乙烯或茉莉酸调控并对小麦抗蚜有调控功能的MYB、PP和GSL种类;通过染色质免疫沉淀等试验,研究MYB对PP和GSL基因表达直接或间接的调控作用,可以阐释小麦抗蚜防卫反应转录调控与信号传导的关键环节。     

植物病原真菌效应蛋白研究进展

真菌病原菌能分泌效应蛋白,影响真菌病原菌与植物的相互作用。本文概述了真菌病原菌的生活和侵染方式,以及效应蛋白的基因进化,指出真菌病原菌正是通过对基因组的区隔化完成效应蛋白基因的进化。重点讨论活体营养型、死体营养型、半活体营养型和共生营养型效应蛋白的作用机制和植物适应性,以及效应蛋白的转运、吸收和加工机制,可为研究真菌病原菌与作物的相互作用,并为未来作物抗病改良和病害防控策略的制定提供参考。     

不同光照处理甘蓝型油菜幼苗花青素合成的转录组和代谢组分析

【目的】筛选在不同光照下甘蓝型油菜幼苗的差异表达基因和差异代谢物,为花青素合成机理的研究奠定基础。【方法】以甘蓝型油菜自交系GLH4为研究材料,选取优质种子种植于花盆,在人工气候箱中以300 μmol/(m²· s）光照培养至2叶1心期后,进行强光700 μmol/(m²·s)和弱光300 μmol/(m²· s）处理,取0,24,48,72和96 h油菜幼苗进行表型观察;分别取不同光照处理96 h油菜的第1片真叶,利用高通量测序技术获得GLH4在不同光照下的转录组数据,随后利用生物信息学方法进行差异基因KEGG分析,筛选不同光照处理油菜幼苗差异表达基因,并用RT-qPCR技术进行验证;用超高效液相色谱和串联质谱和Analyst 1.6.3软件进行油菜幼苗代谢组数据的处理,对代谢物进行定性定量分析,筛选不同光照处理的差异代谢物。【结果】对0,24,48,72和96 h油菜幼苗的表型观察发现,强光处理油菜幼苗茎、叶颜色变紫,且随诱导时间延长,颜色逐渐变深。转录组KEGG分析共找到9 840个差异表达基因,且参与光照调控的差异基因显著富集到了20条通路中,其中代谢途径的差异表达基因最多（1 751个）,其次为次生代谢途径的差异表达基因（986个）。代谢组分析共检测出248个差异代谢物,其中类黄酮差异代谢物最多（81个）。类黄酮代谢物中包括7种花青素苷,其中花翠素、花翠素 3-O-葡萄糖苷、矢车菊素和牵牛花色素3-O-葡萄糖的表达量达到极显著水平。类黄酮代谢途径的差异表达基因和差异代谢物的表达量均达到了极显著水平;表达量居前的8个差异表达基因的RT-qPCR结果与转录组分析结果一致。【结论】强光诱导油菜器官和组织颜色的变化与花青素积累及相关基因的表达变化有关。     

植物病原丝状真菌寄生性与RGS蛋白的关系研究

以49个全基因组序列已经公布的真菌为研究对象，通过OrthoVenn2同源基因簇比对、BLASTp比对和关键词搜索3种方法对G蛋白信号调控因子（regulators of G-protein signaling，RGS）同源基因进行比对分析，并结合SMART进行保守结构域分析，结果发现，49个真菌中共有229个RGS蛋白，每种真菌中所含有RGS蛋白的数量范围为3~9个，且死体营养型病原菌和半活体营养型病原菌的RGS蛋白数量高于活体营养型病原菌；根据RGS蛋白中保守结构域进行分类，可以划分为DEP-RGS、RGS-TM、PXA-RGS-PX、RGS、RGS-PAS-PAC、TM-RGS等6种，其中，具有RGS-PAS-PAC和TM-RGS这2种特殊保守结构域的RGS蛋白主要集中在半活体营养型病原菌和死体营养型病原菌；进一步对229个RGS蛋白进行遗传关系分析，发现具有同种保守结构域的RGS蛋白亲缘关系较近。上述研究结果表明植物病原丝状真菌的寄生性与RGS蛋白数量和种类之间存在着一定的关联性。     

Transformation of Arabidopsis thaliana via Agrobacterium tumefacience with an endochitinase gene from Trichoderma, and enhanced resistance to Sclerotinia sclerotiorum

Sclerotinia sclerotiorum is an important pathogen to many crops and is especially damaging to rape in China. As a model plant Arabidopsis thaliana (Col0) was transformed by spraying Agrobacterium tumefacience with Trichoderma endochitinase gene ThEn-42 at initial bud stage. Eleven seedlings (corresponding to about 0.22 percent transformation) exhibited resistance to hygromycin. The DNA fragment unique to endochitinase (ThEn-42) was amplified by Arabidopsis leaf-PCR or genomic DN…     

油菜品种对油菜菌核病的田间抗性评价

[目的]筛选生产上可用的油菜菌核病抗性品种。[方法]采用自然接种法对30个安徽主栽油菜品种进行抗菌核病鉴定和利用评价。[结果]在鉴定的30个品种中,抗病、中感、感病和高感4个抗感类群分别占品种数的10.0%、76.7%、10.0%和3.3%,中感以上品种占80.0％,没有高抗类型。最感病品种为秦优10号,最抗病品种为沣油792F1。[结论]为合理利用抗病品种防治油菜菌核病提供了理论依据。     

甘蓝型油菜MAPK1在损伤和病原菌胁迫下的表达模式分析

【目的】分析BnMAPK1组织特异性表达特征,探究其在损伤和病原菌胁迫下的特征及参加的信号途径。【方法】在电子克隆的基础上,克隆BnMAPK1的启动子序列。利用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）检测BnMAPK1的诱导表达特征。【结果】从甘蓝型油菜中克隆了MAPK1的启动子序列,发现它含有多个激素响应元件和逆境胁迫响应元件。还发现植物激素茉莉酸甲酯（MeJA）、水杨酸（SA）、脱落酸（ABA）和过氧化氢（H2O2）,及损伤（wound）和核盘菌（sclerotinia sclerotiorum）均能在转录水平上激活BnMAPK1。甘蓝型油菜在损伤和接种核菌盘后,JA信号途径标志基因PDF1.2的表达量被诱导上升,而SA信号途径标志基因PR-1被抑制,推测甘蓝型油菜可能是通过茉莉酸（jasmonic acid,JA）信号途径响应损伤和病原菌入侵。【结论】甘蓝型油菜MAPK1受多种植物激素和胁迫的诱导,并且其启动子中含有多个激素响应元件和逆境胁迫响应元件,可能MAPK1在植物体抵抗外界多种胁迫中起重要作用,并且甘蓝型油菜可能是通过JA信号途径对损伤和病原菌入侵做出响应。     

油菜和新疆野芥体细胞杂种后代的菌核病抗性鉴定

菌核病是我国油菜的主要病害,发病严重年份可以造成10%以上的产量损失.寻找菌核病抗源、选育抗病品种一直是油菜育种的重要课题.新疆野芥分布于我国西北部新疆地区,具有较好的抗真菌性病害能力.利用离体叶接种、牙签法侵染和大田自然鉴定等方法,对新疆野芥与甘蓝型油菜的体细胞杂种后代衍生株系进行了抗菌核病鉴定试验.结果表明,体细胞杂种后代的抗病性高于对照品种中油821、中双4号和中双9号.并通过测定PAL,POD和PPO活性的变化来研究抗病材料的抗性机理.     

根癌农杆菌介导油菜CBF1基因转化拟南芥

[目的]为油菜CBF1基因应用于作物抗逆遗传改良提供理论依据。[方法]采用根癌农杆菌介导法将油菜CBF1基因转入拟南芥,筛选抗性转基因拟南芥植株,进行PCR检测和GUS染色。[结果]与不抗潮霉素的野生型拟南芥幼苗相比,对潮霉素具有抗性的转基因拟南芥幼苗的叶片比较大,根特别长。PCR检测表明38株抗性拟南芥植株中有29株能扩增出与目的基因大小一致的条带,阳性率为76.3%,而野生型拟南芥植株没有扩增出相应条带。阳性PCR扩增产物的测序结果表明油菜CBF1基因已经转入到拟南芥。GUS染色表明有22株转基因拟南芥植株呈现阳性。[结论]油菜CBF1基因可以整合到拟南芥基因组并能稳定表达。     

农杆菌介导木霉几丁质酶基因转化拟南芥及其T1代对油菜菌核病抗性提高

通过根癌农杆菌介导花期喷雾，将内切几丁质酶基因导入拟南芥哥伦比亚生态型的野生型植株中，转化的种子经潮霉素抗性筛选，获得抗性幼苗11棵，转化频率为0．22％，经叶片PCR或基因组DNAPCR，扩增出外源基因ThEn42的特异性DNA片断，当代植株表现出不育、矮化和生长发育正常等不同表型。接种油菜菌核病菌(Sclerptinia sclerotiorum)后，T1代植株对病菌抗性显著提高。     

冬油菜体内金属元素含量在低温驯化过程中的变化(英文)

[目的]研究冬油菜体内必需金属元素在低温驯化过程中的变化特征,旨在揭示必需元素在油菜抗寒性中的作用及机理。[方法]通过田间试验比较了不同抗寒性冬油菜(Brassic anapus L.)品种中双11号、甘油杂1号和金裕油1号体内必需金属元素(钙、镁、铁、锰、锌和铜)浓度在低温驯化过程中的变化。[结果]油菜体内金属元素浓度在低温驯化过程中变化明显,且品种间差异显著。在根系中,钙、镁、铁、锰、锌和铜浓度均呈显著升高的趋势,可能与低温引起蒸腾作用降低从而导致向上运输受阻所致;在地上部,钙、镁、锌浓度显著降低,而铁、锰和铜为升高趋势,各元素浓度变化幅度均以中双11号最大。[结论]维持地上部钙、镁、锌浓度稳定,提高地上部铁、锰、铜浓度,可能有利于冬油菜抗寒性的提高。     

用等位基因特异性寡核苷酸（ASO）-PCR快速检测抗多菌灵的油菜菌核病菌

 通过3对兼并性引物扩增获得与S.sclerotiorum抗药性相关的β-微管蛋白基因，全长1 685 bp，包含4个内元，相应的编码447个氨基酸。该基因与其它6种线状真菌的β-微管蛋白基因相比，氨基酸序列同源性达95.78%～97.66%，但内元数目和大小不同。比较S.sclerotiorum敏感型和抗药性菌株的β-微管蛋白基因，发现该基因第198位氨基酸由谷氨酸突变为丙氨酸，从而导致田间抗药性的产生。为了快速、准确监测田间抗药性频率，根据S.sclerotiorumβ-微管蛋白基因的突变位点设计了2对等位基因特异性寡核苷酸（ASO），直接以菌核的基因组DNA为模板扩增，所需时间约为6 h，抗药性检出率为100%，与传统菌丝直径法的测定结果相比检测准确率为96%，而传统的检测方法至少需要1～2周。     

油菜BnPMEI1基因的克隆及功能分析

以高抗菌核病的油菜品种湘油15和高感菌核病的油菜品种98C40为材料，采用RT–PCR方法克隆BnPMEI1基因的编码区全长，利用生物信息学软件和实时荧光定量PCR分析BnPMEI1的结构和表达特性，并构建该基因超表达载体，分析该基因的功能。序列分析结果表明，该基因编码区全长615bp，编码204个氨基酸，具有1个信号肽和1个PMEI结构域，属于PMEI家族基因，命名为BnPMEI1(GenBank登录号为ON254917)。表达分析结果表明，BnPMEI1在根、茎、花、叶、角果皮和籽粒中均有表达，在叶中的表达量最高，根中的表达量最低；湘油15的茎、叶、花中的表达量均显著高于98C40的。在核盘菌、茉莉酸甲酯(Me JA)和水杨酸(SA)处理下，BnPMEI1在湘油15中的表达上调，在98C40中的表达则受到抑制；乙烯处理下，BnPMEI1在2个品种中的表达均下调，在湘油15中下调的幅度更大；离体叶片接种结果显示，超表达Bn PMEI1的油菜突变体叶片病斑明显小于野生型叶片的。综合分析，BnPMEI1基因可能介导了SA和茉莉酸途径的调控，诱导油菜菌核病抗性的提高。