大丽轮枝菌蛋白激发子PevD1诱导的烟草对烟草花叶病毒(TMV)系统获得性抗性及其分子机制

从大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)的胞外分泌物中分离到一种蛋白激发子PevD1 (UniProtKB accession No.P86840).为了明确该蛋白激发子的特性以及诱导植物抗病的机制,本研究在大肠杆菌(Escherichia coli)中表达了重组蛋白6His-PevD1.该重组蛋白激发子可以引起烟草(Nicotiana tabacum cv.Samsun-NN)悬浮细胞死亡,提高烟草植株对烟草花叶病毒(TMV)的系统获得抗性(SAR),枯斑抑制率最高可达46.64％.重组蛋白激发子处理后的烟草叶片中的苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD)活性均有大幅度提高.处理后144 h PAL活性最大,是对照的3.3倍;处理后120 h,PPO和POD活性分别增加236.8％和204.6％.PevD1可以诱导抗性相关基因酸性病程相关基因1(acid pathogenesis-related gene 1,PR1-a)、碱性病程相关基因1(basic pathogenesis-related gene 1,PR1-b)、病程相关基因非表达子1(nonexpressor ofpathogenesis-related gene 1,NPR1)和苯丙氨酸解氨酶基因(phenylalanine ammonia lyase gene,PAL)的表达.研究表明,防御相关酶的活性提高和抗病相关基因的诱导表达是PevD1诱导烟草产生系统性抗性的主要机制.     

盐胁迫对番茄幼苗中乙烯信号转导途径一些基因表达的影响

用不同浓度的NaCl溶液分别处理番茄(Lycopersicon esculentum cv．UC-82)幼苗，研究分别处理12、24和48h后乙烯信号转导途径中编码转录因子基因的表达变化。结果表明，不同浓度的NaCl溶液处理番茄幼苗12h能明显促进Le-EIL1基因的表达；0．08mol／L NaCl溶液处理12和24h都能促进Le-E1L2基因的表达；用0．04和0．08mol／L NaCl处理12h和24h后，Le-EIL3基因表达都得到增强。用0．04和0．08mol／L NaCl溶液处理番茄幼苗12h能显著地促进Le-ERF1基因的表达；用3种浓度的NaCl溶液0．04，0．08和0．16mol／L处理番茄幼苗12h后均能明显的促进Le-ERF2基因的表达；用不同浓度的NaCl溶液分别处理番茄幼苗Pti4基因的表达变化不大。这些结果说明Le-EILs和Le-ERFs家族成员基因在不同浓度NaCl溶液和不同处理时间条件下表现不同的表达模式。     

印度梨形孢诱导烟草对黑胫病的抗性及其机理的初步研究

印度梨形孢(Piriformospora indica)是分离自印度塔尔沙漠的植物根系内生真菌,能够诱导多种植物对生物和非生物逆境产生抗性,目前已作为一种模式真菌用于内生真菌与植物互作关系的研究。为了研究印度梨形孢对烟草(Nicotiana tobacum)抗黑胫病的影响,本研究采用烟草疫霉菌(Phytophthora parasitica var.nicotianae)分别接种根部有印度梨形孢定殖与未定殖的烟草,观察接种后根部有印度梨形孢定殖与未定殖的烟草发病情况,测定抗病相关防御酶苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)的活性变化及抗病相关基因的表达量,并通过平皿对峙试验研究印度梨形孢对烟草疫霉菌生长的影响。结果表明,接种烟草疫霉菌后,根部有印度梨形孢定殖的烟草发病严重度要显著低于对照;接种烟草疫霉菌后第1~10 d,根部有印度梨形孢定殖的烟草叶片中防御酶PAL、POD和PPO活性高于对照,在第1 d,PAL活性是对照烟草的3.99倍,在第2 d,POD活性是对照烟草的1.5倍,在第4 d,PPO活性是对照烟草的2.66倍;实时荧光定量PCR(Real-time quantitative PCR,q RT-PCR)结果显示,接种烟草疫霉菌后第6~96 h,根部有印度梨形孢定殖的烟草叶片中抗病相关基因PR1b、P450-2、hrs203J、Nm IMSP和P450-1的表达量高于对照;在第12 h,PR1b、P450-2、hrs203J的表达量分别是对照烟草的3.8、15.7和3.1倍,在第48 h,Nm IMSP的表达量是对照烟草的2.6倍,在第72 h,P450-1的表达量是对照烟草的1.5倍;平皿对峙试验结果显示印度梨形孢对烟草疫霉菌的生长没有抑制、重寄生作用。研究结果表明,印度梨形孢可显著提高烟草对黑胫病的抗性,对黑胫病的抗性不是通过印度梨形孢分泌的抗菌物质实现的,是与烟草中抗病相关基因表达量的上升、防御酶活性的提高有关。本研究初步揭示了印度梨形孢诱导烟草抗黑胫病的相关机理,为进一步深入研究烟草黑胫病的生物防治及其机理提供基础资料。     

铁营养抑制烟草感染TMV及其对钙信使系统调控作用研究

采用液体培养方法,在不同Fe离子浓度处理下,分别采用原子吸收分光光度法和酶联免疫吸附法对感染烟草花叶病毒(TMV)后烟草叶片中的游离钙离子(Ca2+)和钙调素(CaM)含量进行测定,同时对质膜Ca2+-ATPase和氧化型辅酶Ⅰ激酶(NADKase)的活性进行测定,探讨铁营养对烟草感染TMV后的抑制作用,以及对钙信使系统的各个组成成分的调控作用。结果表明,Fe浓度为1.68.mg/L处理时,烟草抗病能力增强,发病时间延迟,症状较轻,烟草叶片中钙离子含量低;CaM含量以及Ca2+-ATPase和NADKase活性均明显高于无Fe处理,表明铁营养在烟草与TMV互作关系中对钙信号系统有一定的调控作用。Ca2+/CaM作为第二信使参与了胞间信号转导,会影响到植物抗病生理反应。     

印度梨形孢通过促进渗透调节物质的合成和诱导抗逆相关基因的表达提高烟草耐盐性

内生真菌印度梨形孢(Piriformospora indica)已被证明能够增强许多植物对生物和非生物胁迫的抗性。为了研究印度梨形孢对烟草(Nicotiana tobacum)耐盐性的影响,本研究用300 mmol/L NaCl溶液处理接种和未接种印度梨形孢的烟草,分析两者在受盐胁迫后丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量、相对电导率大小以及与耐盐胁迫相关基因表达水平的差异。结果表明,盐处理后,烟草叶片中MDA含量和相对电导率在接有印度梨形孢的烟草中显著低于未接种的烟草(P0.05);而接种印度梨形孢的烟草Pro含量显著高于未接印度梨形孢的烟草植株(P0.05)。RT-PCR分析表明,盐胁迫下根部接有印度梨形孢和未接印度梨形孢的烟草叶片中盐胁迫相关基因OPBP1、病程相关(PR)蛋白基因PR-1a、PR2、PR3和PR5都上调表达,这些基因在接种印度梨形孢的烟草中的表达量显著高于未接种的烟草(P0.05),表明盐胁迫下,印度梨形孢诱导烟草中抗盐相关基因的大量表达。结果表明:印度梨形孢提高烟草对盐胁迫的抗性,与MDA含量、质膜透性、Pro含量和相关基因的表达相关。接种印度梨形孢的烟草在盐胁迫下能维持生物膜系统的完整性和细胞内渗透压的稳定性以及膜脂过氧化较低水平,对盐胁迫的抗性增强。本研究初步明确了印度梨形孢提高烟草耐盐性的作用与部分机理,为深入研究印度梨形孢提高烟草的抗逆性作用及其机理提供基础资料。     

秋水仙素诱导兰考泡桐同源四倍体

在含不同浓度秋水仙素的MS+0.1mg/L NAA+15mg/L BA(最适器官发生)双层培养基上进行兰考泡桐四倍体植株诱导试验,并通过变异植株根尖细胞染色体观察和叶片单细胞DNA含量测定进行倍性分析。结果表明,预培养12d的兰考泡桐叶片在秋水仙素浓度为10mg/L的双层培养基上预培养处理24h时,四倍体诱导率最高达到23.4%。变异植株叶片比二倍体大,叶片长宽比变小,叶片单个气孔变大,气孔密度变小。     

不同浓度NaCl胁迫处理下豇豆幼苗抗氧化酶活性的变化

本研究主要探讨不同浓度NaCl胁迫处理下豇豆（Vigna unguiculata Linn.）幼苗叶片抗氧化酶活性的变化情况。研究结果表明,在0～250mmol/L NaCl胁迫下,随着盐浓度的增加,豇豆幼苗叶片可溶性蛋白质、脯氨酸和丙二醛含量逐渐增加,在150mmol/L浓度时,3者的含量都达到最大值;而超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）的活性开始逐渐上升,它们的活性分别在100mmol/L、150mmol/L和150mmol/L时达到最大值,然后逐渐下降。同时,对NaCl胁迫下3种抗氧化酶基因的表达进行适时定量PCR分析,分析结果显示3种抗氧化酶基因的转录表达与酶活性的变化一致。说明在不同浓度的NaCl胁迫下,NaCl诱导了sod、pod和cat3种抗氧化酶基因的表达,3种抗氧化酶活性相应地提高,从而提高了豇豆应对NaCl胁迫的能力。本文结果将为今后豇豆在盐碱栽培生产提供一定的参考。     

不同品种苹果叶片对外源水杨酸的生理响应

为探究富士和嘎啦对外源水杨酸的生理响应机制,采用叶片喷雾法,测定外源水杨酸(SA)对苹果叶片中丙二醛(MDA)含量、防御酶活性及病程相关蛋白(PR)基因表达的影响。结果表明,0.2mmol·L~(-1)SA处理后,富士和嘎啦叶片中MDA含量变幅较小且均与对照无显著差异;SA处理显著提高了叶片中过氧化氢酶(CAT)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性,富士和嘎啦叶片中各酶活性峰值分别是对照的1.31倍~2.06倍和1.16倍~3.13倍。SA诱导后苹果叶片中PR5和PR8的表达明显上调,富士于处理后第3天基因表达量达到高峰,而嘎啦于处理后第1天基因表达量最高。研究表明,外源SA可提高苹果叶片中防御酶活性并诱导PR基因上调表达,但富士和嘎啦中酶活性水平和持续时间及PR基因的应答反应存在差异。本研究为利用植物诱导抗病性防治苹果叶部病害提供了科学依据。     

钙对化学诱抗剂诱导番茄叶片木质素合成的影响

为探索钙对化学诱抗剂水杨酸（SA）、 茉莉酸甲酯（MeJA）、 龙胆酸（GA）和 -氨基丁酸（BABA）诱导番茄木质素合成的影响,在番茄六叶期用上述诱抗剂分别处理第3 叶片,然后喷施CaCl2、 蒸馏水、 乙二醇-双-(2-氨基乙醚)四乙酸（EGTA）或LaCl3,处理后0、 1、 2、 3、 5 d 测定各处理番茄第3 叶片（诱导叶）和第5 叶片（非诱导叶）中木质素含量的变化。结果表明, （1）用上述化学诱抗剂处理番茄第3 叶片,诱导叶及其上位非诱导叶中木质素含量均升高;（2）外源Ca2+ 进一步促进上述诱抗剂诱导番茄叶片中木质素含量的增加;而Ca2+ 螯合剂EGTA和质膜钙通道抑制剂LaCl3,则不同程度地抑制这些诱抗剂对木质素含量的诱导作用。这些结果表明,钙对上述4 种诱抗剂诱导番茄叶片中木质素的合成具有正调控作用。     

竹子硝酸还原酶活力的研究

对竹子硝酸还原酶活力的研究表明:因竹叶提取液偏酸,用 pH8.5的25mmol/L 磷酸盐缓冲液(含聚乙烯吡略啉酮(PVP)65mg/ml),提取(最终 pH为7.5)的叶片酶活力最高,酶反应达最高速率时的底物 KNO_3浓度为25mmol/L。在漫射光下,用 50mmol/LKNO_3诱导6h,叶片酶活力达高峰。光照对竹子酶活力具诱导作用,其中以光强5000lx 诱导12h、8000lx 诱导8h 最佳。中龄叶对 KNO_3和光照的诱导反应最敏感,诱导产生的酶活力比嫩叶和老叶高,尚未展开的嫩叶酶活力极低。不同叶龄叶酶活力,与叶片氨基氮和叶绿素含量呈极显著的正相关。在竹根中未能检测出硝酸还原酶活力。     

Salicylate activity. 3. Structure relationship to systemic acquired resistance

Salicylic acid (2-hydroxybenzoic acid; SA) is a primary signal inducing plant defenses against pathogens. This plant disease resistance, known as systemic acquired resistance (SAR), is an attractive target for the development of new plant protection agents. SAR induction is a multistep process that includes accumulation of pathogenesis-related (PR) proteins. The structure-activity profile of salicylates and related compounds has been evaluated using an inducible PR protein (PR-1a) and plant resistance to tobacco mosaic virus (TMV) as markers. Among the 47 selected monosubstituted and multiple-substituted salicylate derivatives tested, all 8 derivatives that induced more PR-1a protein than SA were fluorinated or chlorinated in the 3- and/or 5-position (3,5-difluorosalicylate > 3-chlorosalicylate > 5-chlorosalicylate > 3,5-dichlorosalicylate > 3-chloro-5-fluorosalicylate > 3-fluorosalicylate > 3-fluoro-5-chlorosalicylate > 3,5-dichloro-6-hydroxysalicylate > SA). In general, substitutions for or on the 2-hydroxyl group or at the 4-position of the ring reduced or eliminated PR-1a protein induction. In contrast, substitutions in positions ortho (3-position) or para (5-position) to the hydroxyl group with electron-withdrawing groups other than chlorine or fluorine decreased induction, and electron-donating groups in these positions also had a deleterious effect on PR-1a induction. PR-1a protein accumulation and reduction in TMV lesion diameter exhibited a log-linear relationship. The seven salicylate derivatives that were the most active TMV resistance inducers were all halogenated in the 3- and/or 5-position (3-chlorosalicylate > 3,5-difluorosalicylate > 3,5-dichloro-6-hydroxysalicylate > 3,5,6-trichlorosalicylate > 5-chlorosalicylate > 5-fluorosalicylate > 3,5-dichlorosalicylate > 4-fluorosalicylate > 3-fluorosalicylate > 3-chloro-5-fluorosalicylate > 4-chlorosalicylate > SA). The correlation between PR-1a protein induction and resistance to TMV confirms the value of using PR-1a induction as a screening tool for developing new plant disease control agents.     

植物激活蛋白Ap36在苏云金芽胞杆菌的表达及抗病作用

以含有植物激活蛋白(Activator protein)基因ap36的质粒pMYE为摸板,设计一对特异引物,通过PCR反应扩增出激活蛋白基因开放读码框序列,使用XbaI和SphI双切PCR产物,插入到用这两酶双切的pBMB982-304质粒slh motif的下游,构建重组表达质粒pBMB0588,转化苏云金芽胞杆菌无质粒突变株BMB171。结果表明,目标蛋白以融合蛋白的形式成功表达。为探讨表达植物激活蛋白的重组菌是否能够诱导植物获得抗性,用重组菌在28℃培养24小时发酵液原液处理番茄幼苗和土豆片。结果显示,发酵液处理90min后,番茄叶片过氧化物酶(POD)和脯氨酸含量较对照分别提高了57.14%和131.59%;4d后苯丙氨酸解氨酶(PAL)含量较对照也有所提高;经重组菌发酵液处理的马铃薯片,对马铃薯软腐病表现出很强的抗病性。     

The Fate of Plant Pathogens and Seeds During Anaerobic Digestion and Aerobic Composting of Source Separated Household Wastes

Anaerobic digestion is becoming a more common method for treatment of organic wastes. Little is known, however, about the effects of this process on the fate of plant pathogens and seeds. Therefore, the fates of the plant pathogens Plasmodiophora brassicae, Heterodera schachtii, Meloidogyne incognita, Ralstonia solanacearum, tobacco mosaic virus (TMV) and tomato seeds were followed during anaerobic digestion of source separated household wastes. With the exception of TMV, all test organisms were destroyed to below detectable limits within one day of anaerobic digestion at 52°C. Two days of anaerobic digestion did not reduce the concentration of TMV. However, two days of anaerobic digestion followed by 19 days of high temperature composting at 58°C reduced the concentration of infectious TMV particles by a factor of almost three orders. Anaerobic digestion followed by 12 days of composting at 68°C was even more effective. Although TMV concentrations were not eliminated entirely, we conclude that short-term high temperature anaerobic digestion followed by high temperature composting is a highly efficient process for the eradication of detrimental agents from solid wastes.     

人参果主要病毒检测方法研究

为了给人参果病毒检验及抗病性研究提供支持,对人参果采用ELISA和RT-PCR两种检测方法对8份田间材料中的马铃薯M病毒(PVM)、番茄花叶病毒(ToMV)和烟草花叶病毒(TMV)进行检测,对比筛选病毒检测方法。结果表明,ELISA法检测PVM的阳性检出率为87.5%;ToMV为37.5%,疑似率为12.5%;TMV为37.5%。通过RT-PCR检测体系,从人参果样品中分别扩增出与试验设计大小相符的特异条带,PVM阳性检出率为100%,ToMV为 50.0%,TMV为37.5%,检测灵敏性和准确性更高,检测结果符合率在87.5%以上。对扩增阳性产物进行凝胶回收测序,确定为目标条带。     

日光温室番茄病虫害发生特点与生态控制技术研究

研究结果表明,在日光温室生产条件下,番茄病害有35种,害虫16种。主要病虫为灰霉病、叶霉病、早疫病、晚疫病、脐腐病、斑潜蝇和温室白粉虱,田间发生特点为种类多、危害期长、流行速度快、危害重和损失大。并提出以健康栽培、生态调控、棚室O3消毒、套袋保护、防虫网阻隔等措施为主,结合适时适度使用高效低毒化学农药的生态控制技术措施。田间应用实践证明,该方案有效阻止了病虫的扩散流行,成功控制了主要病虫危害,防治效果较为理想,并使产品达到安全优质标准。     

水稻白叶枯病黄单胞菌编码顺乌头酸酶的rpfA基因的鉴定

通过生化功能分析，证实了水稻白叶枯病黄单胞菌野生型菌株Ｔ３０００产生两种顺乌头酸酶（分别命名为ＸｏｏＡｃａｎＡ和ＸｏｏＡｃａｎＢ）。通过三亲本接合的方法，将获得的含水稻白叶枯病黄单胞菌ｒｐｆ基因簇的重组质粒ｐＧＸＮ３０００导入甘蓝黑腐病黄单胞菌ｒｐｆＡ基因突变体８４７６中。经生化功能分析证实，８４７６／ｐＧＸＮ３０００中含有水稻白叶枯病黄单胞菌的顺乌头酸酶ＸｏｏＡｃａｎＡ；同时还证实了ＰＧＸＮ３０００能互补８４７６，恢复其合成胞外酶和胞外多糖的能力及致病性．这表明在ＰＧＸＮ３０００中含有一个完整的水稻白叶枯病黄单胞菌的顺乌头酸酶基因，该基因具有类似甘蓝黑腐病黄单胞菌ｒｐｆＡ基因的功能．因此将该基因命名为水稻白叶枯病黄单胞菌ｒｐｆＡ基因。     

Differential regulation of calmodulin,phenylalanine ammonia-lyase,and salicylic acid in response to Botrytis cinerea infection in tomato with different Ca2+ concentrations

To investigate the responses to Botrytis cinerea (B. cinerea) infection and the effects of exogenous Ca²⁺ on calmodulin (CaM), phenylalanine ammonia-lyase (PAL), and salicylic acid (SA) biosynthesis and concentrations, we investigated the role of exogenous calcium in defense and resistance to the necrotrophic fungus B. cinerea in tomato (Lycopersicon esculentum Mill.). Specifically, 7.5 mM Ca²⁺ was the best treatment for plant resistance, resulting in stable and permanent resistance to the pathogen. This treatment improved plant resistance and the results also confirmed that the concentrations of CaM and SA are negatively correlated with the resistance response.