利用实时荧光定量PCR和数字PCR检测鉴定水稻细菌性条斑病菌

白叶枯病和条斑病是水稻重要的细菌性病害。水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)和水稻细菌性条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzicola,Xoc)属于同种下的2个致病变种。鉴别Xoo和Xoc对检疫和防控这2种病害至关重要。Xoo和Xoc中的铁-红酵母酸/铁-粪生素受体基因fhuE在进化过程中因不同程度地缺失而成为假基因。针对Xoc中有而Xoo中缺失的fhuE部分序列设计引物，筛选出Xoc特异引物XocFhuE-F(5’-ATCGAACGATGTCACCAGGG-3’)和XocFhuE-R(5’-AGAAACGTGCGGCCAGATAA-3’)。用XocFhuE-F/XocFhuE-R能只从Xoc菌株中仅扩增出159 bp片段，并结合荧光染料建立了SYBR Green实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qPCR)和EvaGreen微滴数字PCR(digital PCR,dPCR)方法来检测鉴定Xoc。在20μL反应体系中加1μL模板，qPCR检测菌悬液中Xoc的下限是1.6×10<...     

水稻抗病相关基因的分离克隆和功能鉴定

水稻白叶枯病和稻瘟病分别是由白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)和稻瘟病菌(Magnaporthe grisea)引起,是世界水稻生产中的两大重要病害,造成的损失巨大.通过改良水稻自身防御体系来控制病害,是一种既经济义绿色的方法.鉴定水稻抗病相关基因,研究水稻抗病机理对改良水稻有着重要的理论意义和应用前景.     

水稻抗白叶枯病的分子基础

水稻的白叶枯病抗性符合基因对基因模式。在水稻中已经确定了19个抗病基因（R基因），其中Xa1和Xa21已被克隆并得到了深入的研究。同时在黄单胞杆菌水稻致病变种（Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo）中已克隆到了4个无毒基因（Avr基因）。本文以水稻的广谱白叶枯病抗病基因Xa21基因为主，综述了水稻R基因的起源、进化、抗性特异性，病原菌Avr基因的进化，R基因和Avr基因之间的互作以及由于这种互作而导致水稻对白叶枯病抗性的分子机制，并对通过基因工程利用R基因和Avr基因增育抗病水稻种质的策略进行了讨论。     

水稻黄单胞菌avrBs3/PthA家族基因研究进展

 水稻黄单胞菌白叶枯致病变种（Xanthomonas oryzae pv.oryzae，Xoo）和稻生致病变种（X.oryzae pv.oryzicola，Xooc）分别引起水稻白叶枯病（bacterial blight，BB）和水稻细菌性条斑病（bacterial leaf streak，BLS），对中国和世界水稻产量造成较大损失。基因组学揭示，Xoo和Xooc不同小种中存在15～30个数量不等的avrBs3/PthA（avr/pth）家族基因。新近研究结果表明，avr/pth基因既是毒性基因，又是寄主植物先天免疫的抑制因子，还是与抗病基因（R）匹配的无毒基因。Xooc中虽然存在avr/pth基因，但因存在能够抑制avr/pth无毒基因功能的抑制因子，故而未在水稻中发现抗BLS的R基因。除结构上的共有特征外，avr/pth基因间的差异主要表现在102 bp重复单元在每个avr/pth基因中的重复数多少上。avr/pth基因的进化可能由简单进化为复杂，这可能是Xoo和Xooc致病性变异的主要原因。     

湖北省水稻白叶枯病菌致病型分化检测与分析

为了掌握湖北省水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae)的致病型分化和变异动态,采集湖北省水稻种植区白叶枯病样品分离白叶枯病菌,用含不同白叶枯病抗性基因的近等单基因系IRBB2、IRBB3、IRBB5、IRBB13、IRBB14和IR24作为鉴别寄主,采用剪叶接种,根据寄主和分离菌株的互作反应检测病菌的致病型分化。鉴定结果表明,在湖北省水稻白叶枯病的致病型R9(SSSSSS)占鉴定菌株的46.2%,还有Unknown类型的菌株占38.5%。与前人研究结果相比,湖北白叶枯病菌致病型发生了很大的变异,主要致病型由R4变成了R9,且出现了以前没有的R8(SSRSSS)类型和Unknown类型。同时,鉴定了Xa7和Xa23介导的湖北省白叶枯病菌的抗性,Xa7有2个分离菌株可以克服其抗性,而Xa23能抗所有分离菌株,因此在湖北省可以利用这2个基因进行水稻抗白叶枯病育种。     

6个已克隆水稻白叶枯病抗性基因及其作用机理(综述)

水稻白叶枯病由Xanthomonas oryzae pv.oryzae( Xoo)致病菌引起,导致水稻减产甚至绝收.到目前为止,已有30多个白叶枯病抗性基因被发现,其中仅有Xa1,Xa21,Xa23,X3/Xa26,Xa27,xa5和xa13等基因被克隆.文章概述了其中6个(除Xa23)已克隆抗病基因的结构、表达产物及其作用机理的研究进展,指出该方面研究存在的问题,分析了原因.     

水稻白叶枯病菌Ⅲ型效应物基因hpaF与毒力相关

【目的】稻黄单胞杆菌水稻致病变种Xanthomonas oryzae pv.oryzae(Xoo)PXO99A菌株中PXO_03420基因被注释为编码具有多个LRR的Ⅲ型效应物基因hpaF,本研究旨在明确hpaF基因的功能,为完善XooⅢ型效应物的研究提供一定的理论基础.【方法】通过同源双交换构建hpaF基因的缺失突变体,并通过表型分析、致病性试验和遗传互补对该基因的功能进行研究.【结果和结论】本研究发现,hpaF基因突变后对水稻日本晴品种的致病力降低了51.81%,减弱了细菌在非寄主植物蓖麻上的过敏反应.而带有hpaF全基因片段的pLAFR3能够恢复hpaF突变体的致病表型,结果表明hpaF基因与水稻白叶枯病菌的致病性相关.     

CrxV对水稻白叶枯病菌致病力的调控

为分析GGDEF和EAL结构域的蛋白CrxV对水稻黄单胞菌（Xanthomonas oryzaepv.oryzae,Xoo）致病性及相关致病因子的影响,通过同源重组法构建了crxV的突变体及其互补菌株;采用剪叶法比较了突变体、野生型和互补菌株对水稻叶片的侵染能力;分析了这3个菌株产生相关致病因子（运动性、胞外多糖、生物被膜和胞外酶）的能力。结果显示,crxV突变体的致病力比野生型和互补菌株的低。crxV突变导致病原菌生物被膜含量显著升高,但对运动性、胞外多糖和胞外酶均无明显影响。结果表明,CrxV可能通过负调控生物被膜影响Xoo的致病性。     

水稻白叶枯病菌毒性表达的负调控因子PXO_02944的分子鉴定

【目的】水稻黄单胞水稻致病变种（Xanthomonas oryzae pv. oryzae, 简称Xoo）侵染引起水稻白叶枯病,在侵染过程中Xoo可产生胞外多糖(EPS)、胞外酶、黏附因子、T3SS以及其产生的效应因子等毒性因子。细菌第二信使环鸟苷二磷酸（c-di-GMP）的水平在Xoo毒性调控中发挥了重要的作用,而PXO_02944是包含REC、GGDEF和EAL结构域的蛋白,是c-di-GMP信号蛋白家族的成员,研究旨在阐明水稻白叶枯病菌的环鸟苷二磷酸信号蛋白家族成员PXO_02944的基因结构和功能。【方法】根据PXO_02944基因序列信息,以PXO99A基因组DNA为模板,设计引物扩增PXO_02944基因全长,将其GGDEF结构域和EAL结构域分别与已经报道的保守的GGDEF结构域或EAL结构域蛋白进行氨基酸序列比对分析;分别扩增PXO_02944左右臂片段,将其与目的载体pK18mobsacB载体连接,得到质粒pK2944,将pK2944与pMD-GmR载体回收获得的GmR基因片段进行连接,获得重组质粒pK2944-GmR,用于构建基因突变体。将PXO_02944全长基因克隆到载体pHM1上,获得重组质粒pHM1-2944并转化到ΔPXO_02944中,即获得互补菌株ΔPXO_02944::C。对野生型菌株、突变体和互补菌株进行表型测定,分析PXO_02944 基因缺失突变对Xoo致病性和EPS产生、生物膜形成、胞外酶活性和鞭毛运动性的影响,并通过qRT-PCR方法测定EPS合成基因和毒性相关基因的表达。【结果】用特异性引物进行PCR扩增,成功地从野生型菌株PXO99A中克隆了PXO_02944;生物信息学分析发现,PXO_02944蛋白具有磷酸化信号接收的REC输入结构域和GGDEF、EAL输出结构域,但GGDEF和EAL结构域保守序列发生了突变。与野生型菌株PXO99A相比,虽然PXO_02944突变体胞外纤维素酶和木聚糖酶活性、鞭毛运动性都无明显变化, 但其对水稻的致病性、EPS产生和生物膜形成能力显著增强,T3SS调控基因hrpG和EPS合成基因gumG的转录水平也明显升高。【结论】应答调控因子PXO_02944负调控了水稻白叶枯病菌致病性、EPS产生和生物膜形成这些毒性因子的表达。     

水稻白叶枯病菌致病性分子遗传学基础

 水稻-白叶枯病原菌互作符合基因对基因关系，是研究禾本科植物-病原菌互作的理想模式系统。目前已鉴定和克隆出许多白叶枯病菌致病相关基因。其它革兰氏阴性植物病原细菌致病性分子遗传学和基因组学研究，为揭示水稻白叶枯病菌致病性分子机理提供了丰富的背景知识，其中以发掘TTSS效应分子的研究备受关注。本文将对白叶枯病菌致病性分子机理进行综述，以期为研究水稻-白叶枯病菌互作的功能基因组学提供科学线索。     

水稻白叶枯病菌hrp调节基因hrpXoo的克隆与序列分析

 用化学方法诱变水稻白叶枯病菌PXO99A 菌株 ,获得 6株hrp-突变体 ,此突变体除丧失在非寄主烟草上激发过敏反应和在感病寄主水稻上的致病能力外 ,有些缺乏激发烟草产生HR的信号物质 ,有些在胞内存在此信号物质 ,而不能泌至胞外。来自Xanthomonasoryzaepv .oryzaeJXOIII粘粒基因文库的hrp基因克隆pUHRX2 4 5 ,所携hrp基因片段大小为 36 .8kb。系列亚克隆 36 .8kbhrp基因片段及各亚克隆对hrp-突变体功能互补作用的结果显示 ,3.3kbSacI片段为最小酶切功能片段。序列测定和分析结果表明 ,3.3kbhrp片段含hrpX oo基因和含与热激蛋白 90家族有关的 2个开放阅读框hspORF1和hspORF2。HspORF1在蛋白质数据库中未发现序列蛋白。HspORF2与Hsp90 Xo的同源性达 99%。hrpXoo与黄单胞菌中已报道的hrpX基因有很高的同源性(90 %以上 )。在黄单胞菌中高度保守的编码α 螺旋 转 α 螺旋结构的 6 0 bp核苷酸序列 ,在交叉功能互补时是必需的。不含此结构的hrpXoo (1.1kb)片段 ,可使JXOIII的hrp-突变体在水稻上具致病性和在非寄主烟草上激发产生HR ,但不能使来自PXO99A 和RS10 5的hrp-突变体恢复在烟草上激发产生HR的功能。黄单胞菌中已知HrpX的同列比较显示 ,X .oryzae和X .campestris种间在 88、196和 2 4 7位点的氨基酸上有     

云南高原粳稻区白叶枯病菌致病型鉴定及主栽品种抗性反应初析

 从云南高原粳稻区采集分离36份白叶枯病菌株，在包括初步选定的7个高原粳稻白叶枯病菌鉴别品种（毫糯扬、TN1、黄玉、珍珠矮、IR26、南粳33、金南风）在内的29个水稻品种上测定致病型，进一步明确了这7个鉴别品种的有效性。发现菌株与品种之间具有交叉互作反应，菌株与品种之间存在质的特异性互作关系;利用这套鉴别品种可将36个菌株划分为9个致病型，其中Ⅴ型菌为优势菌群，Ⅶ型菌为毒性菌群。云南高原粳稻区的主栽品种多数感病。稻种资源IRBB21（Xa-21）、扎昌龙（Xa-22t，Xa-24t）、IR1545-339(xa-5)对所有参试菌株均表现抗病，在云南高原粳稻育种中具有较好的利用价值。     

水稻白叶枯病菌糖基化岛GI基因的分子鉴定

为了阐述水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)糖基化岛(Glycosylation Island,GI)基因的结构特征以及可能的生物学功能,研究通过基因克隆和序列分析,对GI基因结构特征进行了鉴定;通过与铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa,Pa)a型短GI基因的比较,对XooGI基因进行了功能推测分析。用特异性引物进行PCR扩增,从野生型菌株PXO99A基因组中克隆了10个GI基因序列。该GI插在鞭毛基因簇中,上游为转录调控因子基因fleQxoo,下游为鞭毛基体蛋白基因fliExoo。GI基因均为单拷贝,转录方向相同。GI基因核苷酸序列在Xoo和Paa型短岛中同源性达41.98%~78.58%,其中糖基转移酶基因rbfC具有保守结构域(Glycos_transf_2),在病原黄单胞中同源性较高。在GI基因启动子中存在σ54保守结合序列GG-(N10)-GC和转录调控因子FleQxoo结合序列CC-(N4)-C-(N4)-T。因此,XooGI可能具有进化上的结构和功能保守性;其基因转录可能受到σ54和FleQxoo的直接调控。     

白叶枯病菌和细菌性条斑病菌多样性的TALE效应 蛋白调控水稻抗（感）病性机理与利用策略

培育和种植抗病品种是防治水稻白叶枯病和条斑病的有效措施。最近几年有关TALE效应蛋白调控水稻抗（感）病性研究取得了突破性进展,这将改变水稻抗性品种培育策略。为此,本文对稻黄单胞菌-水稻互作系统中已知TALE效应蛋白与水稻中的已知或未知抗（感）病基因（R或S）的对应关系进行了归纳,并就tale基因进化及对应水稻R或S基因发掘进行了分析。另外,文中还对以TALE为基础发展而来的TALEN技术遗传修饰水稻感病基因的前景进行了展望。利用TALEN技术可将高产优质但感病的水稻品种（材料）转变为高产优质兼广谱抗病的水稻品种（材料）。     

水稻白叶枯病菌hrpF启动子序列调控的绿色荧光蛋白基因表达体系的构建

为了阐明启动子序列对水稻白叶枯病菌效应子基因表达的调控作用及特征,通过融合PCR将报告基因GFP基因置于水稻白叶枯病菌hrpF基因启动子序列的下游,经酶切、PCR鉴定及序列测定,成功构建了受hrpF启动子序列调控的GFP基因转录单元pMF-GFP,并转入JXO I菌株中。结果发现构建的hrpF：：GFP转录单元,在hrp诱导培养基XOM2上可有效诱导表达,而在NA培养基上不能诱导表达。结果还显示,在大肠杆菌中,中间表达载体phrpF：：GFP具有GFP表达活性。     

云南水稻白叶枯病生理小种初析及鉴别品种的筛选

 从云南省10个地州40个县市的水稻白叶枯病标本中分离纯化得到115个水稻白叶枯病菌株。利用已知抗性基因的近等基因系,在孕穗期应用剪叶法接种明确其生理小种。并筛选出一套鉴别品种IRBB1,IRBB3,IRBB4,IRBB5,IRBB7,IRBB13,IRBB14,IRBB18,IRBB21. 云南省的水稻白叶枯病菌小种组成复杂,有自身的特殊性。已鉴定出25个小种,暂定名为YN1～YN25. 优势生理小种为YN1,YN13,YN21,其中YN13分布于楚雄、玉溪、红河、丽江等4个地区共8县（市）,YN21分布于大理、红河等地区。云南的小种多样性分布可能与它的地理条件有关。     

应用GDPs转录物标记法进行水稻白叶枯病菌早期侵染表达谱分析

 【目的】揭示水稻白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzae,Xoo）在侵染水稻叶组织早期的基因表达谱差异。【方法】采用GDPs-Finder计算法,设计了能够覆盖KACC10331基因组全部ORFs的定向引物（GDPs）,对Xoo与水稻互作1、3和7 d的总RNA进行反转录,对病菌cDNA探针进行Cy3/Cy5选择性标记,与含有371个Xoo致病相关基因的芯片进行杂交。【结果】在水稻侵染的不同时期,Xoo致病相关基因表达谱存在差异。与在NBY中生长相比,Xoo在侵染1、3和7 d时分别有42个（18个上调和23个下调）、51个（29个上调和22个下调）和33个（16个上调和17个下调）基因发生了差异表达;其中5个基因是共有上调表达的,5个是共有下调表达的。推测这些基因的差异表达可能与病菌适应寄主体内环境、生长与定殖以及为害与显症过程有关。【结论】应用GDPs转录物标记技术可以成功地进行Xoo侵染过程的表达谱分析,鉴定出的差异表达的基因可以作为功能研究的靶标基因。