细菌鞭毛素对植物免疫防卫反应及其信号机制的激发

细菌鞭毛素(flagellin)是一类可以诱导寄主植物细胞发生防卫反应的病原物相关分子模式(PAMP)因子,其活性位点是被称为flg22的N 末端保守的22个氨基酸多肽,植物体内与其结合的模式识别受体是FLS2。flg22可以诱导植物细胞发生活性氧(ROS)的猝发、细胞培养介质碱化、一氧化氮(NO)的产生,胼胝质沉积以及MAPK级联反应、防卫基因表达等多种防卫反应。本文结合本室有关水稻白叶枯病菌的研究结果,综述近年来国内外在鞭毛素诱导植物防卫反应研究领域的最新研究进展。     

水稻病原菌Burkholderia plantarii群体感应和群体淬灭研究进展

植物伯克霍尔德菌Burkholderia plantarii是引起水稻秧苗细菌性立枯病的重要病原菌之一,其侵染性、繁殖力及适应性均很强,严重威胁中国水稻生产。文章围绕B.plantarii的发生、危害及致病机理,着重论述了细菌群体感应系统(quorum sensing,QS)的生理功能及其在B.plantarii致病力调控方面的最新研究进展,并进一步从根际微生物互作角度,综述了种间信号分子对病原菌群体淬灭(quorum quenching)的作用机制,同时结合种间信号分子的独特性,展望了其在新型微生物杀菌剂研发中的重要性和应用潜力。     

活性氧参与调控植物生长发育和胁迫应激响应机理的研究进展

复杂多变的自然环境使植物进化出复杂而又巧妙的机制来感知外部信号,并对外部环境的变化做出适应性调整。在这种信号整合和决策过程中起关键作用的一类物质是活性氧(ROS)。细胞内、外产生的ROS与Ca~(2+)和电信号相互偶联组成的ROS波,向"友邻细胞"或远端细胞进行快速信号转导,进而伴随着多种信号组分共同完成应激响应表达。而ROS的产生与清除平衡关系决定了ROS在植物生长发育、器官发生和抗逆方面的作用。系统结并讨论了ROS的产生来源、信号传导机制、响应表达及ROS引起的细胞程序性死亡的最新研究进展。为深入了解ROS激活相关基因的表达,进而研究触发信号转导通路,使植物积极、高效地应对各种内在或外源的刺激信号,以调控植物的生长发育或适应胁迫环境,提供新的观点和见解。     

拮抗细菌B-916及其分泌物对几种植物病原菌的毒力分析

枯草芽孢杆菌 (Ｂａｃｉｌｌｕｓｓｕｂｔｉｌｉｓ)菌株Ｂ 91 6是从土壤分离获得的对水稻纹枯病菌有较好拮抗作用的菌株 ,近几年应用于大面积防治水稻纹枯病取得了比较理想的防治效果[1 ] 。本文报道拮抗细菌Ｂ 91 6对其它几种植物病原菌的抑菌活性及其毒力效果 ,为拮抗细菌Ｂ 91 6在生产上针对不同植物病害进行生物防治提供依据。1　材料和方法1 .1　供试菌株　水稻稻曲病菌 (Ｕｓｔｉｌａｇｉｎｏｉｄｅａｖｉｒｅｎｓ)、水稻纹枯病菌 (Ｒｈｉｚｏｃｔｏｎｉａｓｏｌａｎｉ)、水稻稻瘟病菌 (Ｍａｇｎａｐｏｒｔｈｅｇｒｉｓｅａ)、水稻白…     

小麦体内有害芽孢杆菌研究初报

 在高等植物的生活环境中,微生物与植物的关系是错综复杂的,在植物病原学的研究发展过程中,人们不仅对主效病原菌(major pathogen)的研究不断深入,而且微效病原菌(minor pathogen)也日益引起更多为学者的关注。目前关于根际和叶面此类病原菌的研究报道较多,但植物体内是否也存在有此作用的微效病原菌?     

乙烯信号传导途径因子OsEIL 6调控水稻抗稻瘟病反应

稻瘟病(rice blast)是水稻生产上最严重的病害之一。抗病相关基因的挖掘对稻瘟病的防治具有重要意义。研究表明植物EIN3/EIL家族基因在抗病过程中发挥着重要作用。本研究采用RNAi技术探究OsEIL6参与的水稻抗稻瘟病反应。稻瘟菌侵染时基因表达谱检测结果表明,OsEIL6在水稻和稻瘟菌非亲和组合中受到诱导表达。稻瘟菌接种结果显示,水稻OsEIL6沉默株系和野生型植株‘TG394’相比抗性下降;实时荧光定量RT-PCR结果分析表明,OsEIL6的表达量下降导致乙烯合成途径中OsACO1和乙烯信号传导途径的OsERF063和OsERF073的转录水平下降。亚细胞定位研究发现该基因定位于水稻细胞质。OsEIL6沉默株系中ROS合成途径标记基因OsrbohA和OsrbohB的表达量均明显下调,表明该基因可能通过影响ROS的合成调控水稻抗稻瘟病反应。本研究结果将有助于进一步揭示OsEIL6参与的乙烯信号传导途径介导的水稻抗稻瘟病反应机制。     

水稻纹枯病菌胞外蛋白酶特性研究

植物病原菌产生蛋白水解酶被认为是病原菌侵染寄主的一个重要策略。作者对水稻纹枯病菌(Rhizoctonia solani Kühn)产生的胞外蛋白酶的特性进行了研究。结果表明,水稻纹枯病菌产生一个分子量约为49.5ku的胞外蛋白酶。该酶对胰蛋白酶专一性底物Benz-Phe-Val-Arg-NA有较高的活性,并能从羧基端降解Arg和Lys。胰蛋白酶抑制剂对该酶活性有较强的抑制作用,表明该蛋白酶是一种类胰蛋白酶。在离体试验下,该蛋白酶可以降解水稻细胞壁蛋白并释放羟脯氨酸。SDS-PAGE电泳分析显示,至少有4个多肽被降解,分子量范围分别在14.4～20.1、20.1～31ku和31～43ku范围内。说明该胞外蛋白酶具有降解水稻细胞壁的能力,因此,该蛋白酶可能在水稻纹枯病菌的致病过程中起重要作用。     

植物促生细菌诱导水稻对白叶枯病抗性的初步研究

水稻白叶枯病是使水稻遭受重大损失的主要病害。曾有利用白叶枯病原菌胞外多糖（ＥＰＳ）和白叶枯病原菌弱毒株诱导水稻对白叶枯病害抗病性的报道。但有关应用植物促生细菌（ＰｌａｎｔＧｒｏｗｔｈＰｒｏｍｏｔｉｎｇＢａｃｔｅｒｉａ,ＰＧＰＢ）诱导水稻对白叶枯病害抗性的研究还未见报道。本文采用分离于水稻苗期根内、根面的具有固氮能力的植物促生细菌阴沟肠杆菌（Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒｃｌｏａｃａｅ）ＭＲ１２和争论产碱菌（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓｐａｒａｄｏｘｕｓ）Ｒ４作为诱导子处理孕穗期水稻叶片,研究了它们对水稻白…     

井冈羟胺抑菌活性初测

以立枯丝核菌等植物病原菌为靶标,通过含毒介质法测定了井冈羟胺的抑菌活性。试验结果表明:井冈羟胺对水稻纹枯病和白术白绢病病原菌表现出较强的抑菌效果,对其它病原菌的抑制效果较弱。井冈羟胺对水稻纹枯病和白术白绢病病原菌EC50分别为37.15、85.64μg/mL,研究结果表明,井冈羟胺具有开发为高效生物杀菌剂的潜力。     

基于PCR技术的植物病原菌分子定量检测技术研究进展

植物病原菌的菌源量是病害发生和流行的重要因子之一,对其精准的定量测定或检测可大大提高植物病害预测的准确性,本文对实时荧光定量PCR (qPCR)与数字PCR在植物病原菌定量检测、以及基于RNA水平的real-time PCR和基于核酸染料(EMA/PMA)与qPCR相结合的技术在植物病原菌活体定量检测中的应用进行了综述,并展望其在植物病害流行和预测中的应用前景。     

水稻条纹病毒NS2基因原核表达产物多克隆抗体制备及受侵染水稻和灰飞虱体内NS2检测

 The NS2 gene of Rice stripe virus (RSV) was amplified by RT-PCR, cloned into pGEM-T vector and sequenced. The NS2 gene was inserted into prokaryotic expression vector pET32a to produce recombinant plasmid pET32a-NS2. The recombinant plasmid was introduced into Escherichia coli strain BL21 (DE3) pLysS. SDS-PAGE and Western blot analysis confirmed that NS2 fusion protein was expressed after induction by IPTG. The recombinant NS2 protein was purified with Ni²⁺-NTA agarose affinity chromatography and the polyclonal antibody against NS2 protein was raised in rabbit. NS2 protein was successfully detected in small brown planthopper (Laodelphax striatellus) at 1:1 600 dilution of the total protein of single planthopper and in infected rice (Oryza sativa) at 1:800 dilution of 10 mg leave by dot immunobinding assay using the polyclonal antibody.     

番茄抗晚疫病基因Ph-3的分子标记开发及应用

正番茄晚疫病由卵菌疫霉属的致病疫霉菌(Phytophthora infestans)侵染引起。病菌对番茄致病性强,侵染寄主后通过气流散发孢子,多次重复侵染植株,引起晚疫病爆发,对番茄生产造成严重危害[1]。利用抗晚疫病资源,培育番茄抗病品种是降低晚疫病危害的有效途径。在野生番茄中发现     

苹果炭疽叶枯病菌致病相关基因CgNVF1的功能初步分析

苹果炭疽叶枯病是主要由胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)引起的一种苹果重要叶部病害,严重威胁着苹果树的生长。本研究从构建的苹果炭疽叶枯病菌T-DNA突变体库中筛选获得一株致病力缺失的突变菌株A3083,采用hiTAIL-PCR方法克隆了该突变体T-DNA插入位点的右翼序列;通过与胶孢炭疽菌基因组序列比对分析,发现T-DNA插入位点位于1个预测的CGGC5_9603基因内,并将该基因命名为CgNVF1。CgNVF1基因全长2252 bp,含有2个内含子,编码709个氨基酸。CgNVF1定位于细胞质,在苹果炭疽叶枯病菌菌丝、分生孢子和附着胞中均有表达。通过构建CgNVF1敲除菌株和CgNVF1互补菌株,并结合表型分析,证实CgNVF1基因在苹果炭疽叶枯病菌附着胞形成及致病中具有重要的作用。     

胶孢炭疽菌CgSho1基因的克隆与功能分析

HOG-MAPK(high osmolarity glycerol mitogen-activated protein kinase)信号途径是真菌MAPK途径中参与渗透压响应的一条重要通路,在植物病原菌生长发育及致病过程中发挥着重要的作用。Sho1(synthetic high osmolarity-sensitive protein1)是HOG-M APK信号途径上游的一个重要感受器,在不同真菌中常具有不同的功能。本研究从胶孢炭疽菌中克隆了Sho1的同源基因,命名为Cg Sho1,该基因编码一个291个氨基酸的蛋白,含有4个跨膜结构域和一个SH3功能域。利用同源重组的方法获得了该基因的敲除突变体,与野生型相比,敲除突变体表现为营养生长缓慢,菌丝稀疏且疏水性增强,产孢量下降,对氧化压力和渗透压更加敏感,致病力明显减弱。上述结果表明,Cg Sho1参与调控胶胞炭疽菌的营养生长、分生孢子产量、氧化应激反应、渗透压响应及致病性。     

小麦凝集素类受体激酶TaLecRLK1的鉴定及抗锈病功能分析

凝集素类受体激酶(lectin receptor-like kinase, LecRLKs)是一类在植物应答多种生物/非生物胁迫中发挥重要作用的类受体激酶。本研究在小麦与条锈菌互作的转录组中筛选到1个在小麦与条锈菌非亲和互作中显著上调表达的LecRLKs基因TaLecRLK1。该基因全长2 292 bp,编码蛋白含有1个胞外信号肽、B-lectin结构域、PAN＿AP结构域、跨膜域和胞内酪氨酸激酶域。qRT-PCR分析表明：TaLecRLK1在小麦与条锈菌非亲和互作早期诱导表达,在烟草及小麦原生质体中瞬时表达,TaLecRLK1-GFP定位在细胞膜上。利用大麦条纹花叶病毒介导的基因沉默技术(BSMV-VIGS)沉默TaLecRLK1,接种无毒性条锈菌小种CYR23后,沉默叶片表面产生少量夏孢子堆,组织学观察发现沉默植株中条锈菌菌丝长度增长、侵染点附近活性氧积累面积减少;TaPR1、TaPR2、TaPR5的表达受到抑制,TaCAT和TaSOD则被迅速诱导表达。综上所述,TaLecRLK1对小麦抗条锈病起到正调控作用。     

建兰花叶病毒RdRp基因的原核表达及多克隆抗体制备

采用RT-PCR技术扩增出建兰花叶病毒贵州分离物(CyMV-GZ)的依赖RNA的RNA聚合酶(RNA-dependent RNA polymerase,RdRp)基因保守序列。测序结果表明:该RdRp基因序列长735 bp,编码245个氨基酸残基。构建原核表达载体pET32a(+)-RdRp,将重组质粒转化大肠杆菌BL21(DE3),在37℃以0.3 mmol·L~(-1) IPTG诱导表达分子量约49 kDa重组蛋白。以该重组蛋白为抗原免疫小鼠,制备的抗体效价达1∶204 800。间接ELISA检测显示该多抗与CyMV病叶汁发生特异性免疫反应,而与其他6种同属或不同属病毒叶汁无血清学交叉反应。本实验为进一步研究RdRp的功能以及从分子水平上探讨该病毒的致病机制奠定了基础。     

对草地贪夜蛾高毒力的苏云金芽胞杆菌菌株筛选与杀虫活性研究

草地贪夜蛾是一种世界性重大农业害虫，给玉米等多种主要粮食和经济作物造成严重危害。为实现对草地贪夜蛾的高效、绿色、持续防控，亟需筛选高毒力苏云金芽胞杆菌菌株资源。本研究以前期实验室储备的对斜纹夜蛾、小地老虎具有杀虫活性的363株野生菌株库为候选菌株，基于菌株杀虫基因差异及进化关系，去除冗余菌株后获得172株候选菌株。通过培养获取这些菌株胞晶混合物，进行杀虫蛋白定量后，测定杀虫活性，获得27株对草地贪夜蛾初孵幼虫具有较高杀虫活性的菌株，其中菌株B14-D2的杀虫活性最高，LC₅₀为0.155 μg/g。克隆了该菌株中的cry1Ea3基因并在HD73^-无晶体突变株中表达，Cry1Ea3蛋白对草地贪夜蛾初孵幼虫LC₅₀为1.789 μg/g。本研究为新的Bt产品和杀虫基因的开发利用提供了丰富资源。     

β-氨基丁酸诱导烟草产生PR蛋白及对TMV的抑制作用

 本文研究了β-氨基丁酸(BABA)诱导系统侵染寄主烟草NC89产生PR蛋白及其对TMV的抑制作用。用5mmol/LBABA对抗性烟和非抗性烟进行叶面喷施处理均可以抑制烟草叶片中TMV的产生,平均抑制率分别达到59%和49%。BABA和SA处理均可以诱导2种烟草叶片中PR1、PR2和PR5基因的表达,其中对PR1的诱导作用相对较强。分别用BABA和SA处理非抗性烟草,在处理后的不同时间内2种药剂对PR1基因的诱导规律基本相同。用BABA和SA分别预处理非抗性烟草2d后接种TMV,2种药剂对烟草叶片中PR1基因的影响是完全不同的,其中,BABA处理后接种TMV抑制PR1基因的表达,在接种后第72h已经检测不到PR1基因的存在,SA处理后接种TMV对PR1基因的影响呈现弱-强-弱的变化趋势,在接种后第24hPR1的表达量达到最强,以后逐渐减弱。试验结果表明:BABA能够提高非抗性烟草对TMV的抗性,但是BABA诱导烟草产生抗TMV的作用机制可能是一种不同于目前普遍公认的SA的作用机制。     

菌寄生真菌纤细齿梗孢一丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶基因OPK1的克隆及序列分析

 Using degenerate PCR and TAIL-PCR, a protein kinase gene OPK1 (Genebank accession No.:EU417815) was cloned from mycoparasite fungi Olpitrichum tenellum. OPK1 has an open reading frame of 2 031 bp interrupted by two introns (108 bp, 84 bp) and putatively encodes a protein of 676 aa. Phylogenetic analysis indicated that OPK1 was most similar to other serine-threonine protein kinase in fungi. Southern blot analysis indicated that OPK1 is present as a single copy in the genome. RT-PCR showed it could be transcribed both in the phase of spore germination and hyphal growth.     

小麦丙氨酸氨基转移酶基因TaAlaAT1的克隆及表达特征分析

 在已构建的受条锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici)诱导的小麦非亲和抑制差减杂交(suppression subtractive hybridization,SSH)文库中,筛选到1个与水稻丙氨酸氨基转移酶基因高度相似的表达序列标签(expressed sequence tag,EST),利用电子克隆与RT-PCR相结合的方法,从小麦中获得1个1563bp的cDNA序列,命名为TaAlaAT1。序列分析表明,TaAlaAT1包含1个完整的开放阅读框,长1440bp,推测编码479个氨基酸。该氨基酸序列具有氨基转移酶的保守特征,与水稻、葡萄、大豆、拟南芥、苜蓿等多种植物的丙氨酸氨基转移酶高度相似,其中与水稻的亲缘关系最近。半定量RT-PCR与实时定量PCR结果显示,TaAlaAT1在小麦与条锈菌互作的非亲和组合中总体呈上调表达,在亲和组合中呈下调表达,且在2个组合中的表达差异显著。推测TaAlaAT1参与了小麦对条锈菌的防御反应。