小麦赤霉病与DON积累的抗性及其相关SSR位点差异

以禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum Schwabe)菌株进行穗部喷雾和单花滴注接种,评价了10个小麦抗源的赤霉病和脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)积累抗性。结果表明,望水白、苏麦3号、延岗坊主、繁60096属于高抗品种,Frontana表现感病,其余品种表现中抗。除Frontata外,所有抗源DON含量在3 mg/kg以下。不同接种方法间、不同致病菌株间的病小穗率和DON含量以及同一处理内的病小穗率和DON含量间呈极显著相关。利用与已报道的赤霉病抗性QTL相关SSR引物对供试材料进行PCR扩增,比较扩增产物等位位点的差异,除4B染色体的GWM113标记外,其余标记在品种间具有2~8个等位位点,多态信息含量为0.14~0.85。单倍型分析表明,延岗坊主具有与望水白一致的3B主效QTL的SSR标记位点,扬麦158和新中长分别在2D和4B上具有多个与武汉1号一致的抗性QTL相关SSR位点,翻山小麦在3B和6B上具有多个与苏麦3号或望水白一致的抗性QTL相关SSR位点,繁60096在2D上有多个与武汉1号一致的QTL相关SSR标记,而镇麦7459和温州红和尚与已报道的小麦赤霉病抗性多数SSR位点不一致,可能具有不同的抗性基因。     

大田玉米接种禾谷镰刀菌的不同方法比较

禾谷镰刀菌是危害玉米田间种植最严重的真菌病害之一,研究玉米禾谷镰刀菌的接种规律对于了解玉米禾谷镰刀菌病害的发生机制及培育和鉴定抗禾谷镰刀菌玉米品种资源等方面具有重要意义。采用灌根法、注射法和喷雾法对苗期、拔节期和抽穗期玉米进行禾谷镰刀菌田间接种,结果表明在玉米抽穗期采用注射法进行接种效果显著。     

水稻抗纹枯病QTL表达的遗传背景及环境效应

利用水稻纹枯病菌强致病菌系RH-9人工接种Lemont导入到特青背景的213个近等基因导入系(TQ-ILs)群体和特青导入到Lemont背景的195个近等基因导入系(LT-ILs)群体,定位和分析了水稻抗纹枯病数量性状座位(quantitative trait loci, QTL)及其表达的环境与遗传背景效应。亲本Lemont对RH-9表现为高度感病,特青表现为中等抗病。人工接种后TQ-ILs群体的相对病斑高度(病斑高度与株高比)呈连续正态分布,LT-IL群体则明显偏向感病亲本Lemont。在不同年份和遗传背景下检测到影响纹枯病相对病斑高度的主效QTL 10个和互作QTL 13个,其中2006年在TQ-IL群体定位到的6个主效QTL在2007年均得到验证,表明这些QTL具有较好年度间的重复性。QSh4是唯一在双向导入系背景下表达的QTL,该位点特青等位基因降低相对病斑高度,提高抗性水平。在TQ-ILs群体中定位到位于第10染色体RM216~RM311区间的QSb10a与在LT-IL群体中定位到的位于相邻区间RM222~RM216的QSb10b的基因作用方向不同,推断这两个QTL存在紧密连锁关系。绝大多数在TQ-IL群体中表达的主效及互作QTL在LT-ILs群体中不表达,表明水稻抗纹枯病QTL具有明显的遗传背景效应。通过比较作图,本研究定位到的其中8个QTL在以往不同群体中同样被检测到,这些主效QTL对通过分子标记辅助选择(marker-assisted selection, MAS)培育水稻抗纹枯病育种可能具有应用价值。研究指出,标记辅助选择在不同遗传背景中能稳定表达的QTL或通过聚合不同抗病QTL是进一步提高水稻纹枯病抗性水平的一个有效途径。     

不同基因型烤烟对镰刀菌根腐病的抗性鉴定与评价

为明确不同基因型烤烟对烟草镰刀菌根腐病的抗性,利用10个烟草品种（系）,采用粗毒素幼芽接种、带菌菌谷接种、孢子悬浮液培养等方法进行抗性鉴定。结果表明,供试品种对尖孢镰刀菌抗性表现出显著差异;对尖孢镰刀菌表现出抗的品种（系）有4个,分别是‘Y2001’、‘Y2002’、‘长脖黄’、‘664-01’;对尖孢镰刀菌表现出感的品种（系）有6个,分别是‘7710’‘、7713’‘、Y2007’‘、Y2008’‘、中烟100’、‘小黄金1025’。3种接种方法鉴定结果基本一致,共筛选出4个抗性品种（系）。     

棉花GhTGA1与GhTGA9.2基因克隆及表达特征分析

为了揭示棉花GhTGA1与GhTGA9. 2基因的生物学功能,利用RT-PCR技术,从抗枯萎病棉花品种中棉所12号中克隆了TGA转录因子基因GhTGA1与GhTGA9. 2。生物信息学分析表明,2个基因开放阅读框(ORF)长分别为1 281,1461 bp,分别编码405,486个氨基酸。序列分析表明,2个基因均含有b ZIP和DOG1结构域,属于b ZIP亚家族TGA转录因子基因。利用实时荧光定量(qRT-PCR)技术进行表达特征分析表明,GhTGA1基因能被枯萎病菌、乙烯(ET)、茉莉酸(JA)诱导上调表达,水杨酸(SA)诱导后,在各处理时间点,该基因表达量均低于Mock,以上结果表明,GhTGA1基因可能通过参与乙烯(ET)和茉莉酸(JA)信号通路调控棉花对枯萎病的抗性;枯萎病处理后,GhTGA9. 2基因在各时间点表达量均低于Mock,呈下调表达,但能被激素(ET、JA、SA)诱导上调表达。结果表明,GhTGA9. 2基因可能通过激素(ET、JA、SA)途径参与胁迫应答,通过对GhTGA1与GhTGA9. 2基因表达特征分析为后续研究提供基础。     

高赖氨酸玉米对串珠镰刀菌穗腐病抗性遗传的初步研究

以奥帕克-2高赖氨酸玉米(简称 O_2玉米)为材料,通过正反交、10×10不完全双列杂交以及六个世代对串珠镰刀菌(Fusarium moniliforme Sheld)引起穗腐病的抗性遗传进行研究。试验结果表明:O_2玉米对串珠镰刀菌穗腐病的抗性属于核遗传,为不完全显性,基因的加性效应大于显性效应,抗性基因不存在上位性,抗性遗传力较高。抗性至少受1     

玉米对穗粒腐病菌的抗病性

串珠镰刀菌(Fusarium monilifome Sheldon)引起的玉米穗粒腐病近年来已成为我国玉米上的主要病害之一.试验结果证明,自交系的抗病性有很大差别,可由高抗到高感,二南24和330是高抗的,Mo20和Mo17是感病的.五对具有正常的和奥帕克-2(简称O_2)基因的玉米自交系用串珠镰刀苗接种证明,除高抗系外,O_2系明显比正常的感病.F_1的抗病性是超亲的或倾向抗病亲本的.抗×抗和抗×感的F_1都是抗病的,感×感的表现不十分感病.     

小麦中呕吐毒素与玉米赤霉烯酮相关性探讨

正呕吐毒素又称脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON),化学名为3a 7a 15-三羟基草镰孢菌-9-烯-8-酮,属单端孢霉烯族化合物。玉米赤霉烯酮(ZEN)又称F-2毒素,化学名为6-(10-羟基-6氧基-1-碳烯基)β-雷琐酸-μ-内酯,是由玉米赤霉菌、禾谷镰刀菌(F.graminearum)、三线镰刀菌(F.tricinctum)及串珠镰刀菌等产生的一类真菌毒素。有研究显示,DON和ZEN广泛污染农作物、食品及饲料等植物性产品,     

利用水稻MAGIC群体关联定位白叶枯病抗性QTL和创制抗病新种质

以8个不同亲本构建的遗传上相互关联的多亲本高代互交系(multi-parents advanced generation inter-cross, MAGIC)群体,包括2个4亲本群体(DC1和DC2)和1个8亲本群体(DC3)为材料,接种我国白叶枯病强致病力V型菌系(GD-V)和弱致病力II型菌系(C2),关联分析定位MAGIC群体对白叶枯病的抗性QTL,筛选抗病种质。结果表明,大多数亲本对C2菌系表现抗病,而对GD-V表现感病,3个MAGIC群体的病斑长度均出现超亲分离。共检测到7个白叶枯病抗性QTL,大多表现数量抗性,而且抗性QTL表达存在明显的遗传背景效应。QBbr11-1和QBbr11-2受遗传背景影响较小,具有一定的育种应用价值。从3个群体筛选出8份不同抗病QTL聚合的抗病材料,表明质量抗性基因和水平抗性数量性状位点的结合可以显著提高抗性水平。8份不同抗病QTL的聚合系可以用作抗病育种的中间抗源。研究结果表明,MAGIC群体可以将遗传研究和育种应用有机结合,是遗传研究和开展标记辅助育种的理想群体。     

亳州地区凤丹根腐病病原鉴定

为明确安徽亳州地区凤丹根腐病病原菌种类,观测了凤丹根腐病症状,通过对其病原菌分离纯化培养,依据病原菌形态特征、致病性、rDNA-ITS序列分析,鉴定病原菌种类。分离得到1种纯化菌株,其形态学特征与已报道的茄病镰刀菌(Fusarium solani)一致。在健康凤丹根部接种该分离培养的病原菌,引起的病害症状与田间症状相似。在Gen Bank进行同源性BLAST比较,该病原菌rDNA-ITS序列与4个已登录的茄病镰刀菌聚为一类,登录号为HQ176440.1、EU327190.1、HQ839783.1、JX524023.1。结果表明导致亳州栽培凤丹根腐病的病原菌为茄病镰刀菌。     

小麦NPR1-like基因的克隆及赤霉菌诱导下的表达分析

AtNPR1是拟南芥系统获得性抗病反应中的关键基因,对拟南芥的广谱抗性起重要调控作用。从赤霉菌诱导的小麦抗、感赤霉病近等基因系RNA差异表达谱中获得3个与AtNPR1类似的EST片段,据此检索相应序列信息并设计引物,采用RT-PCR方法从小麦中克隆得到3个cDNA全长序列,分别命名为TaNPR1、TaNPR2和TaNPR3,其开放阅读框分别编码580、607和601个氨基酸残基。序列分析表明,这3个小麦NPR1-like蛋白都含有保守的BTB/POZ、ANK和NPR1_like_C结构域及功能氨基酸,但仅TaNPR1具有2个对NPR1寡聚体形成十分必要的保守半胱氨酸残基。蛋白质聚类分析表明,TaNPR1与TaNPR2和TaNPR3的同源性均较低,其中TaNPR1与NPR1蛋白聚为一类,而TaNPR2和TaNPR3均与NPR1同源蛋白聚为一类。荧光定量PCR分析结果显示,TaNPR1、TaNPR2和TaNPR3基因都可被植物抗病相关信号分子水杨酸和茉莉酸甲酯诱导。与感病材料Apogee相比,抗病近等基因系Apogee73S2中TaNPR1和TaNPR3能够更早地响应赤霉菌的诱导并显著上调表达;而TaNPR2在感、抗材料中对赤霉菌侵染的响应都较为缓慢且变化不明显。这些结果表明,TaNPR1和TaNPR3可能在小麦对赤霉菌的防御反应中起重要作用。     

水稻颖花自然开放过程中茉莉酸(JA)生物合成的变化

外源茉莉酸(JA)及其甲酯(MeJA)对水稻、小麦、黑麦和高粱等禾本科植物颖花开放具有强烈的诱导效应，然而内源JA是否参与颖花开放的调控目前还缺乏充分的证据。本研究应用高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)系统检测了粳稻武运粳7号和籼稻明恢63颖花自然开放过程中JA水平变化，并以实时定量反转录PCR (real-time RT-PCR)技术分析了武运粳7号颖花开放过程中JA生物合成途径关键基因表达变化。结果发现，水稻颖花JA水平的变化与开颖进程相一致。JA水平在上午颖花开颖前较平稳，开颖时急剧上升至峰值，闭颖后又下降。开颖时JA水平的峰值比开颖前1 h提高4~5倍。与JA水平变化相对应，催化JA生物合成途径关键步骤同工酶的编码基因OsDAD1-3、OsLOX-RCI1、OsAOS1、OsAOC和OsOPR7的表达在开颖时会有不同程度的上调，闭颖后又下调。同一稻穗上正在开放的颖花JA含量及上述JA生物合成途径基因的表达水平也比已开放和未开放的颖花高。颖花开放时JA水平及其生物合成基因表达的上升和闭颖后的下降有力地表明内源JA参与水稻颖花开放的调控。     

棉花早衰的分子机理研究进展

早衰是棉花生长发育的一种异常现象,是大量衰老相关基因差异表达的结果。早衰棉花光合作用、碳水化合物和其他生物大分子合成相关基因大多下调表达,而蛋白、核苷酸、脂类降解和氨基酸、糖类、嘌呤、嘧啶和离子转运体等养分循环利用相关基因大多上调表达;脱落酸(ABA)、乙烯、生长素、茉莉酸(JA)和赤霉素(GA)相关基因大多上调表达,而细胞分裂素合成基因IPT下调表达;NAC和WRKY等转录因子基因也大多上调表达。结合作者在该领域的研究,总结评述了光合作用及大分子降解、养分循环利用、激素和转录因子相关基因在早衰棉花中的表达模式及作用机理。     

过表达TaJRL53基因提高了小麦赤霉病抗性

Jacalin-related lectins(JRLs)是一种含有Jacalin结构域的植物凝集素,在植物应对生物胁迫和非生物胁迫过程中发挥重要作用。根据其糖结合特性被划分为半乳糖特异性JRL(gJRLs)和甘露糖或葡萄糖特异性JRL(mJRLs)两类。前期研究表明普通小麦TaJRL53编码一个具有Jacalin结构域和Dirigent结构域的蛋白,并能在赤霉菌的诱导下上调表达。由赤霉菌侵染引起的小麦赤霉病是一种毁灭性的病害,它不仅能够导致大幅度减产,而且使感病的麦粒品质下降。受真菌毒素污染的籽粒,严重影响人畜健康。为分析该基因在抗赤霉病方面的作用,本研究利用VIGS系统在小麦中沉默TaJRL53,导致了其对赤霉病的抗性减弱。通过基因枪的方法将该基因的过量表达载体导入到感赤霉病小麦品种中,增强了赤霉病抗性,其病小穗数,病轴长都明显缩短。在赤霉菌侵染后,ROS合成途径相关基因、JA信号通路中的主要标志基因、JA合成基因及病程相关蛋白基因在TaJRL53过量表达的转基因植株中明显高于它们在野生型中的表达量,因此推测TaJRL53提高小麦赤霉病抗性可能跟ROS和JA合成,JA信号转导途径有关。本研究增进了对小麦JRLs家族基因功能的了解,为解析TaJRL53抗赤霉病机制奠定了基础。     

丙环唑对玉米幼苗生长的调控及其相关机制

丙环唑(propiconazole,简称Pcz)作为一种杀菌剂被广泛应用于作物生产,它同时具有调节作物生长发育的作用,但关于丙环唑在玉米上的应用研究较少。本研究以玉米品种郑单958为材料,研究丙环唑(Pcz)对玉米苗期植株生长、细胞形态和激素信号的影响。结果表明,Pcz处理显著抑制玉米中胚轴与胚芽鞘的生长,降低株高,缩短叶片和叶鞘长度,减小叶夹角,同时显著抑制叶片和叶鞘细胞的纵向伸长,促使叶枕细胞排列由疏松变为紧密;Pcz处理显著降低玉米中赤霉素(GA1和GA3)的含量,下调GA合成酶基因GA3ox1基因的表达,上调GA钝化酶基因GA2ox5和GA2ox8表达,而GA合成酶基因GA20ox1的表达呈现先上调后下调模式;Pcz处理显著降低油菜素内酯(BR)含量,但BR合成基因CPD和DWF4的表达上调,可能是由于反馈调节。此外,Pcz处理下调扩张蛋白基因EXPA4、EXPA5和木葡聚糖内糖基转移酶/水解酶基因XTH1、XET1的表达。综上所述,Pcz处理调节GA和BR信号转导途径,抑制GA和BR在植株内积累,调控扩张蛋白、木葡聚糖内糖基转移酶/水解酶基因表达,操纵细胞生长,有效调控株型。     

Common resistance of wheat to members of the Fusarium graminearum species complex and F. culmorum

Fusarium head blight (FHB) is the most important disease of wheat in Central Europe. Although common resistance of wheat against several Fusarium species has been proposed recently, no data were available for the recently described species/lineages of F. graminearum and F. culmorum . In this study, twenty wheat genotypes were tested under field conditions by spraying inocula of isolates of eight species of the F. graminearum species complex, and three lineages of F. culmorum in 2003–2004. The severity of FHB, Fusarium damaged kernels, yield reduction and deoxynivalenol/nivalenol contamination were measured. F. culmorum isolates were in general more aggressive to wheat than those belonging to the F. graminearum species complex. The various wheat genotypes exhibited similar reactions against the different Fusarium isolates, indicating that resistance to F. graminearum sensu stricto was similar to that for the other species of the F. graminearum species complex examined. This is an important message to breeders as the resistance relates not only to any particular isolate of F. graminearum , but similarly to isolates of other Fusarium species.     

假禾谷镰孢侵染小麦后3种植物激素相关基因的差异表达分析

假禾谷镰孢(Fusarium pseudograminearum)是我国近年新发现的小麦病原真菌,本研究目的是揭示植物激素信号传导途径中相关基因表达对假禾谷镰孢侵染的响应。利用假禾谷镰孢野生菌株WZ2-8A侵染小麦品种周麦24,对接种后5 d和15 d样品进行转录组测序,分析差异表达基因,并对候选基因进行q RT-PCR验证。假禾谷镰孢侵染后,小麦幼苗生长受到明显抑制,根长、株高、根重和地上部分鲜重均显著降低。转录组分析结果表明,植物激素信号传导途径中有29个基因差异表达,涉及到生长素、细胞分裂素和脱落酸3种植物激素。在接种后5 d有11个差异表达基因,其中2个上调,9个下调;在接种后15 d共有25个差异表达基因,其中8个上调,17个下调。在生长素信号传导途径中,生长素输入载体AUX1差异表达,影响生长素的极性运输,从而影响小麦根部的细胞伸长。在细胞分裂素信号传导途径中,起正调控作用的B-ARR上调表达,推测其促进细胞分裂素的信号传导,从而抑制细胞分裂,与生长素协同作用,造成小麦的长势减弱。在脱落酸途径中,脱落酸受体PYR/PYL下调表达;起到负调控作用的PP2C相关基因均上调表达。脱落酸使植物对真菌和细菌的抗性起到负调控作用,其信号传导途径与茉莉酸/乙烯途径相互拮抗,脱落酸信号传导途径的阻遏可能会使茉莉酸/乙烯途径信号通路打开。q RT-PCR结果基本能够和转录组测序结果相拟合,说明在假禾谷镰孢侵染胁迫下,脱落酸的信号传导被抑制可能是中抗品种周麦24对假禾谷镰孢产生一定的抗性的生理基础。     

核盘菌诱导下甘蓝型油菜防御相关基因表达差异分析

菌核病是油菜主要病害, 至今尚未在油菜及相关植物中找到抗性基因。本研究利用qRT-PCR法比较了抗病品种宁RS-1和感病品种APL01在接种核盘菌后0~48 h内11个防御相关基因的表达差异, 以揭示抗病品种宁RS-1的抗病机制。结果表明, 4个基因(PGIP、Cu/ZnSOD、OXO和GLP)在核盘菌诱导前后抗、感品种内表达量均较高, 且抗病品种的表达量显著高于感病品种, 尤其是PGIP基因, 抗病品种宁RS-1在24 h的表达量为诱导前的170.4倍, 而感病品种仅为诱导前的3.5倍, 该时期抗病品种PGIP的表达量为感病品种的1299.4倍;2个基因(LOX2和PDF1.2)在诱导前后抗、感品种内的表达量均较低, 但抗、感品种间表达量差异显著;5个基因(FeSOD、PAL、EDS1、PR1和EIN3)诱导前后抗、感品种内的表达量均较低, 且抗、感品种间的表达量差异不显著。推测抗病品种宁RS-1对菌核病的抗性可能是由于PGIP的上调表达, 抑制了核盘菌PG蛋白对侵染部位油菜组织细胞壁的降解, 从而抑制了油菜菌核病的发生与蔓延。     

玉米氮素敏感性差异自交系的表达谱分析

玉米材料的氮肥敏感性存在显著差异,但基因表达模式尚不清楚。基于此,本研究以玉米氮敏感型自交系 B73和钝感型自交系Mo17为材料,对足氮(sufficient nitrogen,简称SN)和低氮(limiting nitrogen,简称LN)条件下苗期叶片组织的转录组进行分析。对于叶片总氮含量,敏感型B73在足氮和低氮条件下存在显著差异,而钝感型Mo17的差异小且不显著。基因表达差异分析显示Mo17在两种氮环境下差异基因的数目达13 867个,在低氮环境下基因上调比例高于下调比例1.9倍;B73差异基因的数目为10 028个,低氮环境基因上调比例低于下调比例。基因聚类分析也显示低氮环境下,钝感型Mo17基因表达上调或下调的幅度高于敏感型B73。差异基因双尾方差分析表明受氮环境和基因型共同影响的差异基因为342个,功能主要集中在与氨基酸代谢、光合作用、次级代谢及基因复制表达等相关途径。综上所述,在低氮条件下氮钝感型Mo17较敏感型B73激活更多的基因来提高植株对氮的吸收和同化能力,被激活的基因可能与玉米氮肥转运和利用有关。     

橡胶树皮乳管组织茉莉酸诱导相关因子AP2/EREBP基因的克隆与表达分析

摘要：茉莉酸（jasmonic acid,JA）可诱导橡胶树（Hevea brasiliensis Muell.Arg.）乳管分化,是乳管分化的关键信号分子。目前,对JA诱导橡胶树乳管分化的分子机理仍然不清楚。我们在前期研究中通过筛选JA刺激乳管分化时期的橡胶树树皮组织cDNA差减文库,获得了4条与茉莉酸诱导乳管分化相关的AP2/EREBP家族转录因子基因的EST。本研究在此基础上,采用RACE法完整地克隆了这4个AP2/EREBP转录因子基因的开放阅读框,蛋白氨基酸序列分析表明其中3个属于ERF亚类,1个属于RAV亚类;表达分析发现,这4个基因在乳管分化时期的橡胶树树皮组织的表达受JA诱导,随JA处理时间的延长,其表达量先增强后减弱,推测它们可能在JA诱导橡胶树乳管分化过程中起着重要的调控作用。