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。     

转几丁质酶-葡聚糖酶基因水稻稻瘟病抗谱分析

用来源于云南各地属于24个稻瘟病菌（[i]Magnaporthe grisea[/i]）生理小种的33个菌株,对受体品种南29及其4个转几丁质酶 β-1,3-葡聚糖酶串联基因水稻T5代品系进行了温室接种鉴定。结果表明,不能侵染受体品种南29 的13个菌株也不能侵染转基因品系,可侵染受体品种南29 的20个菌株一般不能侵染转基因品系,转基因水稻对稻瘟病菌抗性范围较受体对照扩大,证明转几丁质酶 葡聚糖酶基因水稻对稻瘟病具有一定的广谱抗性;诱发条件下,转基因品系大田叶瘟病情指数为0～1级,穗瘟发病率为0.3%～10.23%,抗性较受体对照大幅度提高,表明这些品系在稻瘟病抗病育种中是有应用潜力的。     

水稻锌指蛋白基因OsZFP1的功能分析

生物信息学分析表明,稻瘟病菌丝氨酸蛋白酶MoSp1在水稻中的互作蛋白OsZfp1,为含有环指结构域的C3HC4型锌指蛋白。对稻瘟病菌侵染过程中OsZFP1基因的表达动态分析表明,OsZFP1基因表达水平在稻瘟病菌Guy11孢子悬浮液接种水稻后缓慢升高,接种后18h达到最高峰,约为3.8倍,这表明该基因响应稻瘟病菌的侵染。利用改进的农杆菌介导的转基因技术成功获得OsZFP1基因的过表达植株。抗性分析表明OsZFP1过表达植株的整体抗稻瘟病能力得到显著提高。说明OsZFP1基因在水稻抵抗稻瘟病菌侵染过程中扮演着十分重要的角色。     

转Pi9抗稻瘟病基因水稻株系的比较转录组分析

【目的】在转录水平上解析Pi9基因介导的稻瘟病抗性调控机理,为培育抗病水稻品种提供理论依据。【方法】向水稻品种日本晴(NPB)及其转Pi9抗稻瘟病基因株系(NPB/Pi9)接种稻瘟菌。分别于接种后0 h、12 h、24 h、36 h提取叶组织样品,选取12503个水稻基因定制基因芯片,进行水稻基因转录组分析,并通过qRT-PCR对部分差异表达基因进行验证。【结果】NPB/Pi9在接种后12 h、24 h和36 h的基因表达量分别与其接种0 h表达量比较,共检测到7754个差异表达基因;相应地,感病水稻NPB在以上时间点共检测到7385个差异表达基因;在接种后36 h,NPB/Pi9的差异表达基因数目显著多于NPB。比较NPB/Pi9和NPB相同时间点的基因表达量,共获得4065个差异表达基因,其中接种后36 h的差异表达基因显著多于接种后0 h、12 h或24 h。因此,NPB/Pi9的稻瘟病防御反应更强烈。对NPB/Pi9与NPB相同时间点的差异表达基因进行GO和KEGG分析,细胞外区域、植物对刺激应答、转录调控、氧化还原、离子结合、次生代谢和植物激素相关的GO分类在接种后呈显著富集,苯丙氨酸代谢、类黄酮生物合成和植物激素信号途径的KEGG通路在接种后显著富集。与效应分子触发的免疫反应(ETI)相关的水杨酸信号途径、几丁质酶,以及与病原相关分子模式触发的免疫反应(PTI)相关的胞外区域、对刺激的应答、木质素合成等,均在抗感水稻之间差异表达。而且PTI/ETI共有的WRKY转录因子、MAPK激酶、茉莉酸和乙烯信号途径等发生差异表达。综上所述,NPB/Pi9和NPB的差异表达模式与ETI和PTI相关,两者相互联系并在Pi9介导的稻瘟病抗性中发挥作用。【结论】与日本晴比较,抗病基因型NPB/Pi9对稻瘟病防御反应更强烈。转录因子、激酶、NBS-LRR基因、几丁质酶、水杨酸、茉莉酸和乙烯信号途径,以及植物次生代谢在Pi9介导的稻瘟病抗病反应中发挥重要作用。     

水稻泛素结合酶基因家族的生物信息学与表达分析

泛素/蛋白酶体系统在植物的生长发育、形态建成和抗病反应等过程中起着重要的作用。近年的研究表明,某些病原菌能够模拟寄主植物泛素/蛋白酶体系统组分,从而达到利用该系统为病原菌服务的目的。泛素结合酶是泛素化反应过程中的第二个酶,对植物泛素/蛋白酶体系统的正常运行不可或缺。已有的研究表明,水稻基因组数据库中存在48个预测的泛素结合酶基因。为了初步揭示这些泛素结合酶基因在植物抗病防御反应中的功能,研究其与植物抗病性的关系。本研究通过生物信息学、RNA-seq和qRT-PCR的方法,分析了水稻泛素结合酶基因家族的特征及其表达模式。系统进化树分析表明,48个水稻泛素结合酶基因可分为3个大组,总共7个亚组。蛋白结构域分析表明,水稻泛素结合酶基因主要由一个泛素结合酶催化结构域组成。电子表达谱分析表明,大多数水稻泛素结合酶基因能被稻瘟病菌诱导表达。启动子区顺式作用元件分析表明,4个抗病相关顺式作用元件和1个过敏性反应相关顺式作用元件在48个水稻泛素结合酶基因的启动子区有很高的分布。稻瘟病菌接种亲和性和非亲和性水稻单基因系的RNA-seq结果表明,处理36h读取到的水稻泛素结合酶基因为44个,其中高表达基因数量超过读取到的泛素结合酶基因总数的50%。qRT-PCR分析结果表明稻瘟病菌的侵染在亲和和非亲和组合中都能诱导部分水稻泛素结合酶基因的表达。在非亲和组合中水稻泛素结合酶基因的表达倾向于受到抑制。     

水稻光温敏核不育系龙S的稻瘟病抗性及其遗传分析

2007和2008年对水稻光温敏核不育系龙S及其后代进行稻瘟病菌苗期接种鉴定,结果表明:龙S对稻瘟病菌的抗谱较广,对供试26个菌株均表现为高抗,其稻瘟病抗性强于广谱抗瘟基因Pi9的携带亲本75 -1 - 127;龙S的稻瘟病抗性由主效显性基因控制,无论配组所使用的父本品系对接种菌株表现抗、感或高感,龙S的杂种F1代均表现高抗;龙S对菌株RB13的抗性表现为由1对核基因控制的显性遗传.     

利用回交后代对稻瘟病小种的反应推断水稻品种真抗性基因型的方法

水稻抗稻瘟病育种要从真抗性和田间抗性两方面进行。利用真抗性时,必须正确地推断亲本的真抗性基因型,明确其与已知的真抗性基因之异同,有效地选定亲本。根据水稻对接种多种稻瘟病菌小种菌系的反应型推断水稻品种的真抗性基因型的方法,对于已导入了已知的真抗性基因的品种、系统是极其有效的,但不适于引进材料尤其是具有未知真抗性基因的材料。因此,这里提出利用回交及其对小种的反应推断真抗性基因型的方法。基本的想法是首先选择用早晚播法等被推断具有真抗性的引进材料(A),把不具有抗性基因的鉴定用品种(B)与A杂交,     

水稻对穗枯病的抗病机理初步研究

【目的】水稻在孕穗期比苗期更容易感染穗枯病(Bacterial panicle blight of rice)并出现病症。本研究旨在探究水稻不同时期对穗枯病的抗性机理,为培育抗病水稻品种奠定基础。【方法】采用喷雾法和注射法分别对苗期和孕穗期的抗、感病水稻品种接种颖壳伯克氏菌(Burkholderia glumae),测定处理组与对照组的3种抗氧化酶(POD、CAT、SOD)活性的差异,并利用实时荧光定量PCR测定5种防卫反应基因(PR1a、PR10b、Rcht、LOX、PAL)的表达量。【结果】B.glumae的侵染能引起水稻活性氧的积累,提高抗氧化酶活性,使部分防卫反应基因大量表达,但是苗期和孕穗期的应答有较大区别。水稻孕穗期的抗氧化酶(SOD、CAT和POD)活性和防卫反应基因(PR10b、Rcht和PAL)的表达量比苗期高,但PR1a和LOX的表达量却低于苗期。【结论】B.glumae能诱导孕穗期的水稻产生更多抗病反应,参与抗病反应的主要是水杨酸信号传导途径。     

稻瘟病抗性基因Pi1和Pi2的聚合及其育种价值分析

水稻稻瘟病的发病受外界条件影响较大,单纯依靠人工接种抗性鉴定比较困难。因此,人工接种抗性鉴定与分子标记辅助选择结合应用对提高抗性育种效率具有重要意义。本研究利用已建立的水稻抗稻瘟病基因Pi1和Pi2显性分子标记,对黑龙江省主栽品种空育131进行分子标记辅助选择,将Pi1和Pi2基因聚合到空育131中,对其原始亲本和不同基因组合聚合后代进行了稻瘟病田间抗性鉴定,对2个抗性基因的聚合效应进行了统计和评价,由此明确了Pi1和Pi2基因在寒地育种辅助选择中的应用价值。     

高原粳稻子预44抗稻瘟病基因遗传分析和定位

 以高感稻瘟病的低海拔粳稻江南香糯与高抗稻瘟病的高原粳稻子预44作亲本进行杂交,获得F1、F2、BC1F1和以F2单粒传构建的、由276个株系组成的F7重组自交系群体。分别用稻瘟病菌生理小种ZB13和ZE1对两亲本江南香糯和子预44及其杂交后代群体F1、F2和BC1F1进行抗性接种鉴定和遗传分析。结果表明,子预44对稻瘟病菌生理小种ZB13和ZE1的抗性都表现为单基因控制的显性遗传。进一步利用重组自交系F7群体的266个有效株系作为定位群体,将抗稻瘟病菌生理小种ZE1的基因定位在水稻第11染色体上与SSR标记RM206间遗传距离为0 cM的位置,暂定名为Pi zy（t）。这些结果为进一步将子预44中的抗性基因用于水稻抗病育种及该抗稻瘟病基因的克隆奠定了重要基础。     

水稻对不同小种稻瘟菌抗性差异表达基因的鉴定

 以同一水稻品种接种不同小种稻瘟菌，利用抑制消减杂交（SSH）技术构建水稻 稻瘟菌非亲和/亲和互作消减cDNA 文库。 经差异筛选、序列分析及RT PCR验证，共获得25个独立的差异表达cDNA克隆。根据与它们同源基因的功能推测，这些cDNA克隆可能参与了对病原菌的防卫反应、转录和蛋白合成与修饰等一些重要的生物学过程。通过RT PCR检测了差异表达基因在非亲和/亲和互作早期的表达谱，所有被检测基因在非亲和/亲和互作零点的表达水平均相同，而在接种后的其他时间点，它们的表达在互作反应中或被诱导或被抑制，说明这些表达的变化仅仅与接种的不同小种有关，肯定了所分离到的基因及其表达变化的可靠性。受不同小种病原菌侵染后，由于一些参与防卫反应的基因被诱导或被抑制的程度和持续时间的不同可能导致水稻小种特异的抗性。     

大豆疫霉根腐病菌游动孢子侵染野生大豆下胚轴的细胞学观察

用大豆疫霉根腐病菌的游动孢子悬浮液处理抗感不同野生大豆下胚轴,在接种后1.5~24 h,使用扫描电镜观察了野生大豆与大豆疫霉菌的亲和性和非亲和性互作。结果显示:接种1.5 h后游动孢子在感病野生大豆下胚轴表面产生休止孢,并产生芽管;接种3 h后休止孢萌发产生附着孢,开始侵入下胚轴表皮;接种6 h后侵入加深;接种12 h后附着孢完全进入下胚轴表皮;接种24 h后附着孢孢膜已经开始进入到表皮里。游动孢子悬浮液处理抗病野生大豆后,其侵染过程与亲和反应相似,只是游动孢子在下胚轴表皮产生芽管时间和附着孢侵入下胚轴表皮层的时间比亲和反应迟。     

水稻受稻瘟病菌侵染后过氧化物酶定位的超微观察

 利用联苯胺蓝（3，3'-diaminobenzidine, DAB）染色法原位检测了水稻 稻瘟病菌互作过程中H2O2和过氧化物酶被诱导产生和积累的过程。结果表明在病原菌接种后，水稻叶鞘内表皮细胞在伤口、气孔保卫细胞及病菌侵染点等3种情况下可以检测到染色反应。在水稻-稻瘟病菌非亲和性互作中，H2O2产生和过氧化物酶活性上升快，并逐渐积累到较高的水平；而在亲和性互作反应中，H2O2产生和过氧化物酶活性上升被延迟，积累水平较低。超微结构研究表明，在非亲和性互作反应中，过氧化物酶主要定位于被侵染寄主细胞的细胞壁、细胞质、细胞膜、侵染菌丝周围及由膜系统构成的囊泡膜上；而在亲和性互作反应中，早期（接种后16 h）几乎难以观察到过氧化物酶的聚集，后期（接种后30 h）过氧化物酶聚集增多，但仍明显低于非亲和性互作反应。     

Changes in peroxidase and phenols activity in apple fruit inoculated with antagonistic Pseudomonas fluorescens isolates and Botrytis mali

The biocontrol activity of three isolates of Pseudomonas fluorescens against gray mold of apple fruit caused by Botrytis mali and their ability to induce biochemical defense response in apple tissue were investigated. Apple fruit (Malus domestica) wounds were inoculated with 20 microL bacterial suspension (10(8) CFU mL(-1)) of Pseudomonas fluorescens followed 24 h later by 20 microL of conidial suspension of B. mali (10(5) conidia mL(-1)). The apples were then incubated at 20 degrees C for 11 days. Lesion diameters were evaluated 6 and 10 days after pathogen inoculation. In addition to controlling gray mold, these three isolates of P. fluorescens caused increase in peroxidase activities that reached maximum levels 2-6 days after pathogen inoculation. Phenolic accumulation was increased in apple fruit treated with antagonists and inoculated with B. mali and exhibited the highest level 6-8 days after treatment. The ability of P. fluorescens to increase activities of peroxidase and levels of phenol compounds maybe one of mechanism responsible its biocontrol activity.     

受稻瘟病菌诱导的水稻OsBTB基因的分子特征和功能初探

报道了1个从稻瘟病菌诱导的水稻近等基因系H7R/H7S中克隆的类GMPOZ基因--OsBTB,通过测序获其全长cDNA并分析了该基因的序列特征。根据水稻基因组序列数据库搜索,将OsBTB基因定位在水稻基因组第2染色体上。Northern和Western杂交结果表明,OsBTB基因在水稻近等基因系H7R/H7S中均受稻瘟病菌诱导表达,且在非亲和与亲和互作中表达差异明显。定量PCR结果表明该基因的表达模式与所选取的抗性及抗性相关基因的表达模式一致。综合结果提示该基因可能参与了稻瘟病菌诱导的抗性反应。     

生物及非生物诱导因子对水稻白叶枯病的诱导抗性及其与活性氧代谢的关系

 以对白叶枯病高抗的水稻品种余水糯和高感的水稻品种浙辐802为材料,于2叶期用Tiron、Paraquat(PQ)和稻白叶枯病菌弱毒株75-1进行诱导处理,测定诱导处理后3、24、48、72 h叶中超氧化物歧化酶(SOD)活性、O2-产生速率及丙二醛(MDA)含量的动态变化,并于3叶期用白叶枯病菌强毒株76-25进行挑战接种,结果表明：75-1和PQ均诱导两品种产生了系统抗性,并使诱导叶中O2-产生速率和MDA含量增加。75-1使O2-产生速率在24 h达峰值,比对照升高30.6%(余水糯)和25.3％(浙辐802);而PQ使O2-产生速率在24～72 h维持较高水平,比对照升高49.4％(余水糯) 和39.7％(浙辐802)。MDA含量的变化晚于O2-产生速率的改变,在72 h达最高值。75-1使SOD活性降低,并在24 h达最大降幅;而PQ使SOD活性升高,并在48 h达峰值。Tiron使PQ和75-1的诱导效果减弱,并使75-1对余水糯和浙辐802的互作由非亲和性互作转变为类似亲和性互作,导致侵染斑的形成。     

生物及非生物诱导因子对水稻白叶枯病的诱导抗性及其与 活性氧代谢的关系

以对白叶枯病高抗的水稻品种余水糯和高感的水稻品种浙辐802为材料，于2叶期用Tiron、Paraquat（PQ）和稻白叶枯病菌弱毒每株75－l进行诱导处理，测定诱导处理后3、24、48、72h叶中超氧化物歧化酶（SoD）活性、o2产生速率及丙二醛（MDA）含量的动态变化，并于3叶期用白叶枯病菌强毒株76－25进行挑战接种，结果表明：75－1和PQ均诱导两品种产生了系统抗性，并使诱导叶中o2产生速率和MDA含量增加。75－1使o2产生速率在24h达峰值，比对照升高3o．6％（余水糯）和25.3％（浙辐8o2）；而PQ使o2产生速率在24～72h维持较高水平，比对照升高49.4％（余水糯）和39．7％（浙辐8o2）。MDA含量的变化晚于o2产生速率的改变，在72h达最高值。75-1使SoD活性降低，并在24h达最大降幅；而PQ使SoD活性升高，并在48h达峰值。Tiron使PQ和75－l的诱导效果减弱，并使75－l对余水糯和浙辐8o2的互作由非亲和性互作转变为类似亲和性互作，导致侵染斑的形成。     

Foliar Application of Benzothiadiazole and Salicylic Acid to Combat Sheath Blight Disease of Rice

A field study was undertaken to ascertain the effects of elicitors viz. benzothiadiazole (BTH) and salicylic acid (SA) on defense related enzymes viz. peroxidase, phenylalanine ammonia lyase, superoxide dismutase, chitinase and β-1,3-glucanase, and phenols in rice (Pusa Basmati I) plants. First foliar spray of BTH (50 mg/kg) and SA (50 mg/kg) was done at the maximum tillering stage and inoculation with Rhizoctonia solani was carried 24 h after elicitor treatment. Elicitors were further sprayed at every growth stage. Time course analysis showed peak accumulation of defense related enzymes and phenols in the rice leaves treated with BTH and SA, and accumulation was the highest at the flowering stage. Higher enzymatic activity was observed in elicitor treated plants inoculated with R. solani. Compared to the untreated control plants, application of elicitors before R. solani inoculation significantly elicited the defense related enzymes and phenols. Moreover, application of elicitors had a positive effect on yield and disease reduction. It is suggested that pretreatment of rice leaves with BTH and SA could be used to enhance the level of protection against sheath blight and to improve rice yield in the fields.