钙与叶锈菌侵染诱导小麦防卫反应的关系

关键词: 钙, 小麦, 叶锈菌, 防卫反应     

TaRanGAP2在小麦抵抗叶锈菌侵染中的作用

为研究TaRanGAP2在小麦抵抗叶锈菌侵染的HR诱发中的作用,阐明小麦抗叶锈病分子机制,为小麦抗叶锈病育种给予分子水平的指导.以小麦近等基因系TcLr26及其轮回亲本Tc分别与叶锈菌生理小种260组成不亲和组合(TcLr26×260)及亲和组合(Tc×260),生物信息学分析发现,TaRanGAP2的CDS全长为16...     

胞内钙库对小麦叶锈菌侵染之过敏反应的影响

使用影响胞内Ca²⁺库和钙通道的药物预注射小麦叶片,观察其对小麦受叶锈菌侵染诱发的过敏反应(HR)的影响。结果表明,对小麦叶片预注射不同浓度的胞内Ca²⁺螯合剂(BAPTA-AM)后接种叶锈菌小种260,随着注射药物浓度的增高,寄主细胞发生HR的面积逐渐减小。而注射胞内Ca²⁺激活剂(caffiene)后接种,HR的面积有所增加。进一步用胞内Ca²⁺通道抑制剂(herapin、RR和8-Br-cADPR)预处理,结果herapin对HR的影响呈浓度依赖型,而RR和8-Br-cADPR对HR没有明显作用。据此提出,胞内Ca²⁺可能参与小麦抵抗叶锈菌侵染过程中钙信号的形成,且这一过程主要通过IP₃途径完成。     

小麦单基因系TcLr19抗叶锈防卫反应的表达与叶锈菌侵染进程关系的初步研究

试验采用小麦单基因系TcLr19,感病对照Thacher(Tc)及叶锈菌小种366和165,利用组织化学方法,对接种后不同时间点叶锈菌在亲和和不亲和寄主上的发育情况进行观察,并对表现不同侵染型的TcLr19-叶锈菌组合中的2种防御酶苯丙氨酸解氨酶(PAL)和过氧化物酶(PO)的活性变化及发生过敏性死亡(HR)的细胞面积进行测定.结果表明,伴随着叶锈菌的侵染,TcLr19接种叶锈菌小种366(侵染型为0;)后PAL的活性分别在24,72 h出现高峰,PO活性在48 h达到最高峰,发生HR的细胞面积从接种后24 h逐渐增加直至96 h达到高峰;而接种叶锈菌小种165(侵染型为1)后2种酶活性变化及HR的变化和接种366具有相同趋势,但是前者的酶活性峰值低于后者,且发生HR的面积在96 h之前一直也小于后者.小麦对叶锈菌的抗性表达程度与防卫反应的表达强度呈正相关关系.     

小麦热激蛋白基因TaHSP70克隆及其在植物防卫和抗逆反应中的表达分析

热激蛋白是一类结构非常保守的分子伴侣类型的应激蛋白,在调控动、植物代谢和信号传导等方面发挥重要作用.本研究利用同源克隆法,筛选非亲和条锈菌小种CYR32侵染诱导的cDNA文库,分离获得1个HSP70家族基因的全长cDNA序列TaHSP70.序列分析发现,该cDNA片段包含1个2 412 by开放阅读框,推测其编码包含6...     

TaCDPK2基因在小麦与叶锈菌互作过程中的表达分析

在本实验室前期构建的非亲和互作的SSH文库基础上,从叶锈菌侵染的小麦叶片中发现在接种后8 h表现高表达量的CDPK2-EST。CDPKs即钙离子依赖蛋白激酶,是植物细胞应对各种生物和非生物胁迫过程中承接Ca2+流变化的重要因素。为进一步研究CDPK2在小麦与叶锈菌互作过程中的表达特性,采用RT-PCR和Western-Blotting技术分别在mRNA水平和蛋白质水平对小麦受叶锈菌侵染后不同亲和性组合中CDPK2的表达谱进行了检测。结果表明,小麦CDPK2基因受叶锈菌侵染诱导,不亲和组合在接种后4 h无论在mRNA水平还是蛋白质水平该基因均表现上调表达,而转录水平的表达量在接种后16 h降至对照水平;而在蛋白水平其表达量在接种16 h达到最大,之后又恢复至对照水平。亲和组合中该基因在接种后8 h在mRNA水平略有表达,在蛋白水平其表达量在接种后8 h和16 h有上调表达但其表达量低于不亲和组合,之后又趋于对照水平。这一结果表明,小麦CDPK2基因参与了小麦与叶锈菌的互作过程,并在该过程中对提高小麦抗叶锈能力有一定作用。这一结果为深入探讨小麦CDPK2基因在小麦抵抗叶锈菌侵染中的作用及作用机制奠定了基础。     

小麦与叶锈菌互作前后基因组甲基化模式分析

首次使用甲基化敏感扩增多态性(MSAP)技术分析两种小麦材料近等基凶系TcLrl9及其感病亲本Thatcher 的甲基化水平,同时比较了苗期接种叶锈菌生理品种THlTr前后基因组DNA胞嘧啶甲基化模式.60对选扩引物对接种前后的小麦DNA进行全基因组筛选,共得到3 554个片段.其中998个片段是两种甲基化模式中的一种,小麦近等基因系TcLr19及其感病亲本Thatcher的甲基化水平约为28.1%.在所有的引物中,并没有直接分离得到接菌前后的甲基化模式的差异.结果初步表明,叶锈菌可能并没有诱导植物基因组DNA胞嘧啶位点的甲基化模式变化.     

山西省不同生态区小麦叶锈菌毒性研究

利用已知抗叶锈病基因的小麦近等基因系 (或单基因系 )作鉴别寄主 ,监测来自山西省 3个不同小麦生态区 11个县 (市 )的 92份叶锈标样。在发现的 2 7个致病类型 (毒性基因组合 )中 ,TRK ,TRT ,PHT ,THT出现频率分别为 19 6% ,9 8% ,6 5 % ,6 5 % ,为优势致病类型。对叶锈菌群体毒性基因频率分析结果表明 ,毒性基因V19,V2 4 ,V38的出现频率较低 ,分别为5 4 % ,16 5 %和 0 ,其对应的抗性基因可视为山西省小麦叶锈菌的有效抗病基因     

不同培养载体及温度对小麦叶锈菌夏孢子萌发的影响

旨在探索小麦叶锈菌寄主体外萌发的适宜载体及温度,并为小麦叶锈菌的孢子萌发阶段RNA转录组分析提供优良的试验材料。采用高湿度黑暗培养法,以新鲜小麦叶锈菌致病类型FHJT的夏孢子为供试材料,测试不同载体对小麦叶锈菌夏孢子萌发特性的影响。在所测最适温度20℃下,以6种不同材料为培养载体,小麦叶锈菌夏孢子的芽管生长率和芽管生长长度均有显著差异,在无纺布上的夏孢子的芽管长度最长达到465．85μm,微孔滤膜上的夏孢子芽管伸长速度最快,而在这6种材料上夏孢子12 h的萌发率基本相同。微孔滤膜更利于萌发孢子的收集,因此,微孔滤膜是最适宜的萌发载体。     

小麦品种慢叶锈性的研究

小麦慢叶锈品种具有侵染率低、潜伏期长、孢子堆小、产孢量少、严重度低、病害进展曲线下面积小和病害虽流行但产量损失不显著等特点.潜伏期和扬花期平均病害严重度与产量损失的关系最密切,因此测定某一小麦品种的潜伏期(x_1)和平均病害严重度(x_2)(田间感病对照品种发病达50%或95%时),可以作为衡量该品种慢(快)叶锈性的两个指标和选种的依据.用y=94.67-3.10x_1+0.51x_2估测由叶锈造成的小区产量损失(y)有一定可靠性(R=0.96).用聚类分析法把供试品种分为慢锈、中慢、中快和快锈品种类型.苗期和成株期慢叶锈性有一定的吻合性.     

利用表达分析和基因沉默方法研究硫代硫酸硫转移酶基因TaTST与小麦抗白粉病反应的关系

硫代硫酸硫转移酶参与植物体内的硫代谢、氰化物的清除以及活性氧的生成与清除,与植物抗病反应密切相关。小麦抗、感白粉病近等基因系材料在接种白粉菌后均诱导表达硫代硫酸硫转移酶基因TaTST,并在接种后0~48 h内呈现2次诱导峰值,分别与白粉菌初次接触识别和附着胞侵入、吸器形成时间相对应,也与2次氧突发时间对应。TaTST在感病材料上的诱导表达水平明显高于在抗病材料上,由此导致的活性氧过度清除可能是导致感病反应的原因之一。TaTST也参与抗病反应过程。利用病毒诱导的基因沉默技术(virus-induced gene silencing, VIGS)创造了TaTST基因沉默的抗病植株。尽管充分发病时间后沉默植株叶片上并未观察到肉眼可见的病斑,但侵染早期白粉菌成功侵入频率的增加和次级菌丝的有限伸长说明TaTST沉默植株抗病水平下降。TaTST沉默导致乳突致密度下降和H₂O₂在细胞内的扩散时间延迟。因此,TaTST可能通过调节活性氧的积累和扩散、乳突的形成等小麦-白粉菌互作早期的寄主细胞反应而参与小麦对白粉菌的抗侵入过程。     

若干小麦抗白粉病品系的有效抗病基因的测定

采用具有不同毒性基因的白粉菌菌株进行苗期接种,通过与已知抗病基因材料抗谱的相似性比较,对１７个抗白粉病育种品系的有效抗病基因进行了分析,其中３个阿拉拉特小麦杂种后代品系、４个Ｖ．Ｐ．Ｍ系统的杂种后代品系及另外１个杂交组合的后代品系含主效抗病基因Ｐｍ２;４个具有Ｖ．Ｐ．Ｍ或Ｃ３９血缘的品系及另外１个品系含主效抗病基因Ｐｍ４ ｂ;１个品系含Ｐｍ２＋６;２个普通小麦－黑麦６Ｄ／６Ｒ代换系的抗谱相似,且不     

我国小麦条锈菌对非小麦属植物的寄生专化性

供试的小麦条锈菌每一个中国生理小种都可以侵染多个非小麦属植物的种和属,并表现出与在小麦上相类似的寄生专化性。同一生理小种的寄生性,因供试植物的属,种或种内材料的不同而有差异。小麦条锈菌生理小种在小麦品种水平上的寄生范围,与在非小麦属植物属种水平上的寄生范围有关。     

小麦白粉病抗源材料的有效抗病基因分析

采用携带有不同毒性基因的白粉菌菌株进行苗期接种，通过与已知抗病基因材料抗谱的相似性比较分析，对３０多个小麦抗白粉病材料的有效抗病基因进行了测定，其中１份抗源材料具Ｐｍ２＋６；７份具Ｐｍ４ａ；１０份具Ｐｍ４ｂ；２份具Ｐｍ５；４份与小白冬麦的抗性相同，小白冬麦含有一特定的抗病基因；另外有８份材料的抗谱异于所供试的所有已知基因系，从中可能鉴定出新的抗病类型     

Relationship between the Origin of European Landraces and the Level of Partial Resistance to Wheat Leaf Rust

The reaction to leaf rust of 33 European spring-wheat landrace selections was assessed in the field and in the greenhouse to study the relationship between levels of partial resistance and levels of leaf rust at the origin of the landrace selections. The selections were classified into three groups according to the mean annual damage observed at the collection site. For each group of selections with high-infection types the mean disease-severity, area under disease progress curve and latency period were assessed. The data suggest that there is a greater likelihood of finding partial resistance in selections that come from locations with a high or intermediate mean annual damage as they displayed lower disease severity, lower area according to a disease-progress curve and a longer latency period than the selections from locations with low mean annual damage.     

小麦品种小偃9323抗条锈基因的遗传分析和分子作图

小偃9323是小偃6号的同源材料,具有早熟、抗逆性强、适应性广、抗条锈性强等许多优良的生物学特性。为明确其抗条锈性及遗传规律,利用当前流行的中国条锈菌小种CYR32对抗病品种小偃9323与感病品种铭贤169及其杂交后代F₁、F₂、F₃和BC₁代进行苗期抗条锈性遗传分析,并对其抗条锈基因进行SSR分子标记。结果表明,小偃9323对CYR32小种具有良好的抗性,由1对隐性基因所控制。利用F₂代分离群体,筛选到6个与抗病基因连锁的SSR标记,分别是Xwmc807、Xbarc3、Xwmc684、Xwmc201、Xwmc553和Xwmc179;该抗病基因位于小麦6AL染色体上,其最近的标记为Xwmc201和Xwmc553,遗传距离分别是2.6 cM和3.7 cM。分析表明,该基因不同于已知抗条锈基因,暂被命名为YrXY9323。用YrXY9323两侧遗传距离最近的标记Xwmc201和Xwmc553对42个黄淮麦区主栽小麦品种进行分子检测,结果表明有19%的品种具有与YrXY9323相同的标记位点。本结果对YrXY9323在小麦抗条锈病育种中的应用提供了理论依据。