玉米灰斑病菌与不同品种玉米互作后果胶酶活性的变化

为了明确果胶酶在玉米灰斑病菌与寄主互作中所起的作用,采用比色法测定了玉米灰斑病菌0609菌株与不同抗性玉米品种互作3代后,再分离菌胞内和胞外果胶酶[果胶甲基半乳糖醛酸酶（PMG）、果胶甲基反式消除酶（PMTE）]活性并分析其变化。结果表明,同一种酶、同一互作寄主、同一互作代数,胞外酶活性高于胞内酶,说明果胶酶（PMG和 PMTE）主要以胞外酶形式起作用;互作单代,再分离菌果胶酶活性的变化均与寄主的抗感性无密切关系;与对照原菌株0609比较,再分离菌PMTE活性的变化趋势是第1次互作后大部分升高,而第2、3次互作后则均降低;对于同一互作品种,PMG活性总体上随互作代数增加而升高,PMTE活性表现为第1次互作后明显高于第2次和第3次互作,第2次和第3次互作间酶活性差异不显著,说明病菌与同一寄主连续互作后,其致病性将发生改变。     

不同致病力Rhizoctonia菌株对玉米木质素代谢、总酚含量及相关基因表达的影响

【目的】通过分析不同致病力Rhizoctoniaspp.菌株与玉米互作过程中寄主PAL活性、木质素和总酚含量及PAL、POD、PR-1基因的诱导表达特点,了解玉米对Rhizoctoniaspp.侵染的抗性反应.【方法】采用分光度计法和定量RT-PCR法,分别测定不同菌株接种后玉米叶鞘苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性、木质素含量和总酚含量变化及PAL、POD、PR-1基因的表达动态.【结果】玉米对不同致病力的Rhizoctonia solani AG1-IA菌株的反应有明显差异,菌株致病力越强,玉米PAL活性、木质素和总酚含量越高;同一菌株处理的玉米,其木质素含量变化与PAL活性变化呈正相关;强致病力菌株LY1-3-1接种后的48h和96h,PAL和PR-1基因表达量分别达最高;弱致病力菌株NJ002-12和YZ006-14接种96h后,PAL和PR-1基因表达量分别达最大水平;POD在不同处理中的表达趋势与PAL和PR-1类似.【结论】3个Rhizoctonia solani AG1-IA菌株都可增强玉米防御酶活性及基因的表达,并且抗性反应与菌株的致病力成正相关;弱致病力的双核丝核菌BX006-1对玉米的防御酶及相关卫基因的表达无明显影响.     

氮胁迫条件下稻瘟病菌CH-63致病蛋白Mg-p1与水稻互作中细胞超微结构变化及相关酶活研究

分离纯化获得氮胁迫条件下稻瘟病菌CH-63分泌产生的致病蛋白Mg-p1,大小约为58 KD。该蛋白接种感病品种蒙古稻,接种处叶片出现过敏性坏死反应。电镜检测接种该蛋白后叶片细胞超微结构变化,发现与对照相比致病蛋白处理后细胞壁加厚,形成空腔,叶绿体膜消失,淀粉粒数量减少,叶绿体发生崩解。构建抗、感水稻品种C101A51和蒙古稻的悬浮细胞系,对致病蛋白Mg-p1接种后苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)活性变化进行检测。结果表明Mg-p1接种蒙古稻后PAL酶活增加强于完全培养条件下产生的分泌蛋白,而接种抗病品种C101A51后PAL活性变化不明显。在检测POD活性变化过程中,发现无论是感病或抗病品种,其互作过程中POD与对照相比无明显变化,这一现象说明了在水稻受到外源物侵染后,其POD活性均会发生变化,无明显专一性,PAL则针对感病品种具有稻瘟病菌致病特异性,而抗病品种也无明显专一性。通过上述研究对深入了解稻瘟病菌与水稻之间的相互识别,信号传导和应答过程,阐明水稻对稻瘟病菌的抗性机制、水稻与稻瘟病菌互作的分子机理具有重要意义。     

苹果黑腐皮壳菌侵染苹果枝干过程的转录组分析

苹果黑腐皮壳菌(Valsa mali var. mali)引起的苹果树腐烂病是我国苹果产区发生严重的病害之一,了解病原菌侵染寄主不同时期的基因表达有助于揭示病菌的致病机制和苹果抗病机制。本实验应用Illumina平台对苹果黑腐皮壳菌侵染不同时期的寄主枝干发病过程进行转录组测序,同时通过与未侵染的病原菌和寄主组织进行比较。在病原菌侵染过程中,病原菌中发现4092个差异表达基因,寄主中发现16966个差异基因,通过对三个时期的上调差异表达基因进行GO和KEGG分析,结果表明病原菌侵染导致了寄主细胞壁降解、毒素物质合成、寄主抗毒物质分解和自身营养调节等过程;寄主主要通过膜脂过氧化作用、活性氧清除酶和防御酶抵抗病原菌的入侵。上述研究明确了苹果黑腐皮壳菌与寄主互作的生物学过程,为探讨病菌与寄主的分子互作机制奠定基础。     

玉米灰斑病菌致病性的稳定性研究

采用连续脱离寄主继代培养的方法研究了玉米灰斑病菌的稳定性,利用寄主与病原菌交叉接种方法检测菌株对寄主的适应性.结果表明:玉米灰斑病菌通过多代无性繁殖可在一定程度上改变病菌培养性状或降低致病能力,但这些差异积累还未达到可转变为另一致病类型程度,说明病菌致病类型的转变需要与寄主更多的世代互作;多数供试菌株对来源品种具有较高的适应性,其致病活性明显高于在异源品种上的侵染能力,说明在某一地区病菌与寄主长期互作过程中形成适应性变异,对寄主的亲合能力明显增强,因此,一个地区不适宜长期单一种植某一品种,否则容易引起病菌发生适应性变异,导致品种抗性丧失.     

6-BA和S_（3307）对黑米着色及相关物质变化的影响

[目的]研究激素6-BA和烯效唑（S3307）对黑米着色及其相关物质变化的影响。[方法]选择长势相似的黑稻为处理材料,分别用浓度50 mg/L 6-BA和S3307于黑米齐穗期进行处理,分析其对黑米着色及相关物质变化的影响。[结果]二者都增加了黑米的产量,提高了可溶性糖含量、苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性和黑米花色苷含量,显示出PAL活性与花色苷含量之间呈明显正相关。[结论]激素处理增强了黑米的运作活性和能力,对提高黑米着色及品质具有促进作用,且6-BA的活性略微高于S3307。     

RS261菌株诱导的辣椒抗疫病生理生化特性研究

[目的]为了解RS261菌株诱导辣椒抗疫病的生理生化机理。[方法]测定用RS261菌株处理后的辣椒果内可溶性蛋白、丙二醛（MDA）含量及过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性的变化。[结果]RS261菌株对辣椒果可溶性蛋白含量和防御性酶活性无不良影响。疫霉和菌液＋疫霉2个处理的辣椒果MDA含量及SOD、CAT和POD活性在处理后呈不断上升趋势,只是菌液＋疫霉处理的上升量比疫霉处理的低,而可溶性蛋白含量和PAL活性变化呈现不同趋势,菌液＋疫霉处理的辣椒果内可溶性蛋白含量和PAL活性随时间推移不断上升,而仅接病菌处理却不断下降。[结论]RS261菌株可以在一定程度上消除病原菌对辣椒体内活性氧清除相关酶（SOD、CAT和POD）的酶活性,共同接种后可诱导寄主体内PAL活性的变化,从而提高寄主的抗性。     

浙贝母鳞茎酚类物质含量及相关酶活性与休眠解除的关系

[目的]探讨浙贝母鳞茎中酚类物质及相关酶活性与休眠解除的关系。[方法]将浙贝母鳞茎分别在4和10℃条件下保湿贮藏至75 d,贮藏过程中定期取样测定鳞茎各部位酚类物质含量、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性和多酚氧化酶(PPO)活性,同时比较了发芽鳞茎与休眠鳞茎中酚类物质含量和PAL与PPO活性的差异。[结果]低温解除休眠过程中,鳞茎及芽内酚类物质含量均呈降低趋势;10℃处理30～45 d和4℃处理45～60 d是酚类物质减少、解除休眠的关键时期;浙贝母各部位酚类物质含量与其PPO活性均呈显著负相关;顶芽中酚类物质含量与PAL活性呈显著正相关;鳞片中酚类物质含量与PAL活性没有明显的相关性。[结论]酚类物质与浙贝母鳞茎休眠有一定相关性,酚类物质含量下降是低温处理解除浙贝母鳞茎休眠的生理机制之一。     

茉莉酸甲酯和剪叶互作研究

[目的]研究茉莉酸甲酯（MeJA）与剪叶互作对烟草防卫性酶一苯丙氨酸解氨酶（PAL）与多酚氧化酶（PPO）的影响。[方法]以云烟85为供试烟草,通过测定PAL和PI）o活性并利用SPSS12．0版统计软件对测定结果进行Duncan’s分析,研究了机械损伤与同源信号激发子MeJA闻的互作。[结果]浓度5mmol／LMeJA单独激发的PAL活性最高,其次是浓度5mmol／LMeJA＋剪叶双激发的PAL活性．再次是浓度1mmol／LMeJA单独激发和浓度1mmol／LMeJA＋剪叶双激发的PAL活性,对照的PAL活性最低,MeJA单激发的PAL活性高于其对应双激发的PAL活性,但差异不显著。浓度5mmol／LMeJA单独激发的PPO活性最高,其次是浓度5mmol／LMeJA＋剪叶双激发的PPO活性,再次是浓度1mmol／LMeJA单独激发和浓度1mmol／LMeJA＋剪叶双激发的PPO活性,对照的PP0活性最低。MeJA单激发的PP0活性高于其对应双激发的PP0活性,且差异显著。[结论]该试验初步研究了MeJA与剪叶的互作。     

外源水杨酸诱导水稻相关防御酶活性及内源水杨酸含量的变化

采用0.1mmol/L的水杨酸(salicylicacid,SA)喷雾处理抗稻瘟病近等基因系水稻CO39和C101LAC。结果表明:脂氧合酶(LOX)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)和过氧化物酶(POD)活性在不同亲和性互作水稻中均在早期上升,与亲和性互作水稻CO39相比,高度非亲和性互作水稻C101LAC3种酶的诱导活性增加明显、速度快;过氧化氢酶(CAT)的诱导活性则在不同亲和性互作水稻中均下降。对病程相关蛋白(PR蛋白)β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶的测定结果表明,高度非亲和性互作水稻2种酶诱导活性的出现高峰期和强度也明显要早且高于亲和性互作水稻。对内源水杨酸的测定结果表明,不同亲和性互作水稻的SA含量均没有明显的变化,表明外源SA诱导的水稻抗病性可能与内源SA信号通路无关。     

禾谷刺盘孢菌在侵染早期与玉米蛋白的互作预测与分析

【目的】研究禾谷刺盘孢菌与寄主玉米的蛋白互作关系,有助于从分子水平了解病菌致病过程及病菌-寄主互作机制。【方法】采用计算方法预测病菌侵染相关蛋白与寄主玉米蛋白的互作,并结合网络可视化工具和GO注释信息对参与互作的蛋白进行深入分析。【结果】预测结果包含了355对互作蛋白,涉及16个刺盘孢菌蛋白和173个玉米蛋白,其中刺盘孢菌蛋白为蛋白酶、锌羧肽酶、木聚糖酶等潜在的致病蛋白,而病菌靶向的寄主蛋白涉及对真菌防御响应、蛋白折叠、蛋白修饰等多种生物过程。对互作蛋白信息的分析则表明预测方法既识别到已知互作,如病菌木聚糖酶与寄主木聚糖酶抑制蛋白的互作,也发现了不少新互作蛋白。【结论】这些结果为明确禾谷刺盘孢菌在侵染早期与寄主的互作机制提供了有用信息。     

鲜切荸荠组织中与褐变相关酶活性研究

对鲜切荸荠和莲藕组织中与酶促褐变相关的3种关键性酶——PAL、PPO和POD进行对比。研究表明:在贮藏过程中,鲜切荸荠组织中PAL活性随着贮藏时间的延长一直呈上升趋势,说明黄色物质形成与PAL活性有密切关系;而与鲜切莲藕组织相比,鲜切荸荠组织中的PPO活性除贮藏中期略有上升外,一直呈小幅下降趋势。同时鲜切荸荠组织中POD的活性在整个贮藏过程中虽然有所上升,但变化幅度非常小,且活性都相当低。表明鲜切荸荠黄化可能并非酶促褐变的结果。     

香蕉与枯萎病菌4号小种互作过程中防御酶活性的变化

为探讨香蕉被枯萎病菌4号小种(Fusarium oxysporum f.sp.cubense race 4)侵染后防御酶活性的变化规律,采用伤根浸孢子液接种法,对粉蕉(ABB)和巴西蕉(AAA)的香蕉苗进行人工接种试验,测定香蕉苗与枯萎病菌互作过程中苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)5种防御酶的活性变化。结果表明:接种的香蕉苗体内PAL、POD、PPO和SOD酶活性都高于未接种的对照香蕉苗,且各种酶活性变化也比未接种的变化复杂,表明这4种酶在枯萎病菌侵染过程中积极参与了香蕉苗体内的抗病反应;但接种与未接种的香蕉苗体内CAT活性变化大致相似,表明CAT活性的变化与枯萎病菌的侵染无关。     

叶锈菌侵染的小麦细胞间隙液中激发子的分离纯化

【目的】在已经证明小麦与叶锈菌互作的小麦细胞间隙液（IWF）中存在具有蛋白质性质的激发子活性物质的基础上,以期通过试验得到激发子的纯品制剂,为进一步研究激发子的组成和结构、激发子受体以及寄主产生过敏性反应的信号转导机制提供基础条件。【方法】提取叶锈菌小种165侵染的小麦品种洛夫林10细胞间隙液,通过盐析、凝胶过滤柱层析和离子交换柱层析等分离纯化技术,对IWF中具有激发子活性的蛋白质组分进行分离纯化。【结果】分离出能诱导洛夫林10健康叶片PAL、PO活性增高并诱发洛夫林10悬浮细胞程序性死亡的激发子活性组分。该组分经SDS-PAGE电泳呈现单一条带,分子量约为32 kD。【结论】经硫酸铵分段盐析、凝胶过滤柱层析和离子交换柱层析等方法,从感染叶锈菌小种165的洛夫林小麦叶片细胞间隙液中分离出具有激发子活性的蛋白质组分。     

人参根系分泌物中酸性物质的化感活性与互作效应

以人参根源愈伤组织为受体,对人参根系分泌物中11种酸性物质进行了统一的化感活性对比,并进一步对其中活性最强的6种物质进行互作效应分析。结果表明:己二酸、乳酸分别是抑制、促进活性最强的物质其RI分别为-0.73,0.61;乳酸与其余化感物质互作效应是拮抗为主,即二者混合后均表现为原有活性降低,其中乳酸与油酸互作比例为1∶100时,拮抗活性最强,与苯甲酸互作比例为100∶1时,拮抗活性最弱。这说明人参根系分泌物对后茬人参生长具有显著的化感活性。     

利用酵母双杂交筛选与苹果褪绿叶斑病毒CP互作的寄主因子

【目的】利用酵母双杂交系统筛选与苹果褪绿叶斑病毒（Apple chlorotic leaf spot virus, ACLSV）外壳蛋白（coat protein, CP）互作的寄主因子,利用生物信息学方法分析其在病毒与寄主互作过程中可能发挥的作用。【方法】首先构建ACLSV CP的酵母双杂交诱饵载体pGBKT7-CP,转化至酵母菌株Y2H gold中,测定转化菌在SD/-Trp、SD/-Trp/-His和SD/-Trp/-Ade-X-α-Gal平板上的生长情况,从而判断其在酵母双杂交过程中对报告基因的自激活活性。将pGBKT7-CP及pGBKT7分别转化至酵母菌株Y2H gold,培养不同时间后,用紫外分光光度计测定OD₆₀₀值,分析pGBKT7-CP对酵母菌生长的影响;然后通过顺序转化的方法自前期已构建好的苏俄苹果（Malus sylvestris cv. R12740-7A）cDNA文库中钓取与ACLSV CP互作的因子,最终在SD/-Ade/-His/-Leu/-Trp/X-α-Gal平板上筛选生长良好的蓝色阳性菌落,测定序列,并在GenBank中对其进行BLAST分析,根据基因注释推断其在病毒与寄主互作过程中可能发挥的作用。【结果】成功构建了酵母双杂交诱饵载体pGBKT7-CP,转化至酵母菌株Y2H gold后,转化菌只能在SD/-Trp平板上正常生长,不能在SD/-Trp/-His和SD/-Trp/-Ade-X-α-Gal平板上生长,表明重组质粒自身不能激活报告基因His及Ade的表达,没有自激活活性。酵母双杂诱饵载体pGBKT7-CP与对照空质粒转化菌生长情况相似,证明诱饵载体对酵母菌没有毒性;筛选到了69个互作寄主基因,包括转录因子活性、碳固定活性、细胞内铁离子平衡、防御反应、水解酶活性、氧化酶活性、氧化还原酶活性、光系统II组件、绑定蛋白等10类蛋白,经生物信息学分析,其中8个寄主基因（Malus3-1、Malus4-2、Malus4q1、Malus31-3、Malus49q2、Malus15-1、Malus6-2、Malus91-4）可能在病毒与寄主互作过程中起重要作用。【结论】分析筛选到的重要寄主蛋白功能,推测ACLSV CP与BZIP类、MYB类转录因子、病程相关蛋白（PR-5、PR-8、PR-10）互作,可能调控了寄主对病毒的抗性作用;与光系统II（PSII）的稳定性/装配因子蛋白、铁结合蛋白互作,影响植物光系统的稳定性及叶绿素的形成,从而降低光合作用。这将为揭示ACLSV导致寄主产生褪绿叶斑及树体衰退的原因提供理论依据。     

黄芪根瘤象取食胁迫对黄芪3种防御酶活性的影响

为明确黄芪根瘤象取食胁迫对黄芪叶片主要防御酶活性的影响及对黄芪药效物质的可能影响,以黄芪根瘤象及其寄主膜荚黄芪为试验材料,测定了不同取食诱导时间的苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性变化。结果表明,取食24、48、72 h后,叶片PAL和POD的活性均显著增加;取食24 h后PPO活性达到峰值,然后有所下降。表明黄芪根瘤象的取食胁迫激活了黄芪的化学防御,对黄芪的诱导抗性及次生代谢物质产生一定的影响,现有的黄芪根瘤象防治策略有待于更加科学的评估。     

生物型种衣剂对玉米抗纹枯病防御酶系的诱导

以玉米抗、感纹枯病的4个品种为材料,研究了生物型种衣剂ZSB对玉米纹枯病的防效,经种衣剂处理后再接种玉米纹枯病病原菌R.solani主要寄主防御反应酶系POD、PPO和PAL活性的动态变化。结果表明生物性种衣剂ZSB处理后能在一定程度上控制纹枯病的危害,对抗病品种瓦试13和沈试28防效为39%和49.7%,高于对感病品种沈试29和掖单13的防效。4个玉米品种经种衣剂处理后再接种玉米纹枯病病原菌R.solani主要寄主防御反应酶系POD和PPO活性高峰出现的早,且高于单独接种的。但是种衣剂处理后寄主PAL活性没有明显差异。     

晾制温度对雪茄烟叶多酚类物质代谢的影响

【目的】分析晾制过程中温度对雪茄烟叶多酚类物质代谢水平的影响,为雪茄烟叶质量的调控提供参考。【方法】以主栽雪茄烟品种德雪1号为试验材料,设计低温、中温、高温3种晾制温度处理,测定鲜烟叶及晾制过程中凋萎期、变色期、定色期、干筋期雪茄烟叶主要酚类物质含量以及苯丙氨酸解氨酶（PAL）、多酚氧化酶（PPO）和过氧化物酶（POD）活性的变化,分析雪茄烟叶多酚类物质含量与以上3个酶活性的相关性,并对晾制后各处理烟叶化学成分含量进行测定。【结果】晾制期间,不同处理雪茄烟叶绿原酸和芸香苷含量均呈先升高后降低的趋势,而莨菪亭含量呈持续下降趋势;PAL、PPO和POD活性均呈单峰变化,但到达峰值的时间有所不同。烟叶多酚类物质含量与相关酶活性的相关性分析表明,绿原酸含量与PAL活性显著负相关,芸香苷含量与PPO和POD活性极显著正相关,莨菪亭含量与PAL、PPO和POD活性的相关性不显著。雪茄烟叶晾制过程中,将凋萎期、变色期、定色期、干筋期温度分别控制在28,33,38和38 ℃,烟叶内的PAL、PPO和POD活性均较高,绿原酸、芸香苷和莨菪亭等主要酚类物质含量适中,且该处理下晾制后烟叶糖含量和糖碱比较高,淀粉和蛋白质含量最低,氮碱比较低,内在化学成分较为协调。【结论】晾制期间合理调控温度有利于提高烟叶的抗氧化能力,促进烟叶内多酚类物质的合理转化,改善烟叶酶促棕色化反应,提高雪茄烟叶的可用性。     

窖藏马铃薯酚类物质及相关酶活性的变化与自然休眠的关系

以窖藏品种黄麻子马铃薯为试验材料,贮藏过程中每30 d取样测定块茎的酚类物质含量及各种酶活性的变化,研究其在自然休眠期间的动态变化,以期探讨马铃薯休眠及萌发的机理。结果表明,酚类物质含量与苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性在自然休眠期间持续缓慢降低,但随着休眠的结束,含量急剧上升;块茎中酚类物质含量的变化趋势与苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性呈正相关,与多酚氧化酶(PPO)活性呈负相关;而淀粉酶与过氧化物酶(POD)的活性在自然休眠期间逐渐增强,随着休眠的解除及顶芽的萌发,活性降低,甚至消失。