南方根结线虫在不同茉莉酸含量番茄株系中发育状态观察

【目的】探究内源茉莉酸对番茄中南方根结线虫生长发育的影响。【方法】以番茄野生型株系CM、过量表达前系统素转基因番茄35S∷PS(35S∷prosystemin)和茉莉酸合成缺失突变体spr2为试验材料,采用石蜡切片的方法,观察接种南方根结线虫二龄幼虫(J2)后不同时间各株系内线虫的发育。【结果】接种南方根结线虫J2 5d和7d,CM、35S∷PS和spr2根系中线虫发育无显著差异;接种J2 14d,21d和28d,35S∷PS根系中线虫发育较CM根系中线虫和spr2根系中线虫缓慢。【结论】茉莉酸在一定程度上可以抑制南方根结线虫在番茄中的发育。     

茉莉酸信号转导途径介导番茄对棉铃虫的抗性

以过表达前系统素转基因番茄(35S∷prosys)、茉莉酸合成突变体番茄(spr2)和野生型番茄(WT)为试验材料,研究了其被棉铃虫取食后叶片保护酶活性和防御反应基因表达情况,以及对棉铃虫抗性的影响.结果表明:棉铃虫取食不同基因型番茄叶片后,多酚氧化酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶和脂氧合酶活性在35S∷prosys植株中最高,在WT植株中次之,在spr2植株中最低.荧光定量PCR检测表明,棉铃虫取食不同基因型番茄叶片后,脂氧合酶基因、丙二烯氧化物环化酶基因和蛋白酶抑制剂基因的转录水平在35S∷prosys植株中最高,在WT植株中次之,而在spr2植株中这些抗性基因的表达未受到虫害的诱导.生物测定表明,取食spr2的棉铃虫体重是取食WT和35S∷prosys棉铃虫体重的2.17和2.96倍.可见,茉莉酸信号途径介导了番茄对棉铃虫的抗性.     

茉莉酸介导的番茄韧皮部表达谱对根结线虫侵染的响应

为了研究茉莉酸介导的基因对根结线虫侵染的响应,以番茄野生型和茉莉酸缺失突变体为试材,采用数字表达谱技术检测分析根结线虫侵染后主茎韧皮部中的差异表达基因。结果表明,茉莉酸缺失突变体中有2 427个基因差异表达,其中1 390个差异基因可富集到112个KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)通路。18个差异基因涉及茉莉酸合成前体α-亚麻酸代谢,100个差异基因参与植物和病原体的相互作用。     

依赖于JA信号的蛋白酶抑制剂介导番茄对斜纹夜蛾的抗性

蛋白酶抑制剂(PI)是番茄防御虫害的重要次生代谢物,茉莉酸(JA)信号在植物抗虫中发挥重要作用.然而,PI和JA在番茄抗虫中的关系与功能尚不明确.以重要鳞翅目害虫斜纹夜蛾、野生型番茄CM、JA突变体spr8和系统素过表达35S∷PS为材料,研究PI和JA在番茄抗虫中的关系与功能.结果表明,与取食对照CM相比,取食35S∷PS的斜纹夜蛾体重增量显著下降,而取食spr8的斜纹夜蛾体重增量显著上升,表明JA信号和系统素都参与了番茄抗虫过程.虫害后CM与35S∷PS中JA合成基因lapA1和pin2表达量显著上调,而spr8中JA合成基因表达量无明显变化,表明番茄抗虫依赖于JA信号.虫害还可以诱导CM合成PI,且35S∷PS中PI含量显著高于CM,spr8中PI含量显著低于CM,说明系统素和JA信号在PI合成中起重要作用.当取食添加PI的饲料时,斜纹夜蛾体重增长率显著下降.以上结果表明番茄受到虫害后通过JA信号调控PI的合成,从而提高对斜纹夜蛾的抗性.     

茉莉酸介导的番茄韧皮部表达谱对根结线虫侵染的响应Jasmonic acid-mediated phloem transcriptome of tomato in response to root-knot nematode

为了研究茉莉酸介导的基因对根结线虫侵染的响应,以番茄野生型和茉莉酸缺失突变体为试材,采用数字表达谱技术检测分析根结线虫侵染后主茎韧皮部中的差异表达基因。结果表明,茉莉酸缺失突变体中有2427个基因差异表达,其中1 390个差异基因可富集到112个KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)通路。18个差异基因涉及茉莉酸合成前体α-亚麻酸代谢,100个差异基因参与植物和病原体的相互作用。In order to study jasmonic acid-mediated genes response to root-knot nematode infestation, Illumina’s digital gene expression (DGE) technology was used to detect the different gene expressions between the main stem phloem of tomato wild-type and jasmonic acid deficient mutant (spr2) following root-knot nematode infection. The results showed that there were 2427 differentially expressed genes in the phloem of spr2, among which 1,390 differentially expressed genes could be enriched to 112 KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes) pathways. Eighteen differentially expressed genes involved in α-linolenic acid (precursor of jasmonic acid synthesis) metabolism, and 100 involved in plant-pathogen interactions.     

拟南芥抗根结线虫和蚜虫的功能基因鉴定

为了鉴定出增强植物对根结线虫和蚜虫抗性的功能基因,从9个抗蚜虫的拟南芥激活标签突变体中筛选增强根结线虫抗性的突变体。利用反向PCR技术定位激活标签在基因组上的插入位点,并通过荧光定量PCR技术分析插入位点上、下游基因表达水平,结合根结线虫和蚜虫在过量表达转基因植株上的表现验证基因功能。结果显示接种根结线虫后7 d,侵入3个拟南芥突变体根系的根结线虫数量明显少于野生型。其中2个突变体中的激活标签插入位点只相差2个碱基,SKS13基因表达水平提高;另一个株系中激活标签导致PERK2基因的表达水平提高。与野生型植株相比,分别过量表达SKS13和PERK2的转基因植株能明显减少侵入根系的根结线虫数量,同时蚜虫的繁殖数量也较低。     

番茄抗性品种控制根结线虫病技术研究与应用

番茄抗性品种控制根结线虫病技术,就是直接或间接利用抗根结线虫番茄品种防治纬虫的栽培方法,目前国内对抗根结线虫病技术品种在生产上直接应用研究刚刚开始,技术尚未成熟,而对其间接应用几乎还没有研究。笔者围绕抗根结线虫番茄品种的应用,进行了种植抗线虫品种控制番茄根结线虫病技术、番茄抗性品种作砧木嫁接控制根结线虫技术和番茄抗性品种与丝瓜等轮作控制根结线虫病技术等3个方面的研究。     

外源茉莉酸甲酯对番茄体内抗烟粉虱相关物质的诱导

为探讨外源茉莉酸甲酯对番茄抗烟粉虱物质的影响,用不同浓度(10-4、10-5、10-6、10-7 mol·L-1)的茉莉酸甲酯喷施番茄叶片,分析番茄叶片挥发性物质以及可溶性糖、游离脯氨酸、蛋白质、黄酮类化合物和酚类化合物含量的变化。结果表明:茉莉酸甲酯处理对番茄叶片α-萜品烯含量无明显影响;α-蒎烯、β-水芹烯、β-石竹烯3种物质含量上升,上升幅度与茉莉酸甲酯处理浓度呈正相关;月桂烯含量下降,下降幅度与茉莉酸甲酯处理浓度呈负相关。施用外源茉莉酸甲酯后,叶片可溶性糖、游离脯氨酸和蛋白质含量下降,黄酮类化合物和酚类化合物含量上升,前者含量与茉莉酸甲酯处理浓度呈负相关,而后者呈正相关。这一结果提示外源茉莉酸甲酯处理可提高番茄对烟粉虱的抗性。     

木醋液的杀线活性及对根结线虫病的防治效果研究

 【目的】初步探究木醋液对根结线虫2龄幼虫的抑制作用,以及木醋液及其配剂对根结线虫病的田间防治效果。【方法】采用浸渍法测定不同稀释浓度的木醋液对根结线虫2龄幼虫抑制作用,根据实验室测定结果设计小区试验,进行木醋液及其配剂对石榴根结线虫病、番茄根结线虫病的大田防治。【结果】不同稀释浓度的木醋液对4种常见根结线虫的2龄幼虫均有抑制作用,随着稀释倍数的增加,抑制作用减小。木醋液稀释浓度为150倍处理72 h时,北方根结线虫、花生根结线虫、南方根结线虫、爪哇根结线虫的校正死亡率分别达到了76.3%、78.４%、77.9%和72.2%。木醋液和木醋液配剂对石榴根结线虫病有较好的防治效果,防治效果分别达到了63.9%和50.5%。木醋液和木醋液配剂对番茄根结线虫病的防治效果,寻甸分别为54.1%和28.6%,个旧的为27.8%和19.6%。【结论】初步证明木醋液对根结线虫2龄幼虫有抑制作用,对石榴根结线虫病和番茄根结线虫病有防治效果,对防治根结线虫病有研究价值、应用价值和开发前景。     

线虫绝系列番茄砧木抗线虫嫁接育苗技术

番茄根结线虫病是目前我国番茄生产中危害十分严重的病害之一,一般减产20％～30％．重者可造成绝收。采用番茄嫁接栽培是利用番茄木发达的根系及抗线虫性,     

用沙培空心菜繁殖根结线虫效果的研究

【目的】建立操作简便、高效繁殖和长期保存根结线虫的方法。【方法】通过沙培方法,于空心菜(Ipomoea aquatica)、马铃薯（Solanum tuberosum）和番茄（Lycopersicon esculentum）移植30 d时接种南方根结线虫（Meloidogyne incognita）2龄幼虫1 000 条/株,同时用10盆空心菜接种爪哇根结线虫（M.javanica）和花生根结线虫（M.arenaria）,测定在沙培浇灌营养液条件下,3种供试植物的根系生长以及接种繁殖根结线虫的情况。【结果】3种植物在盆钵中沙培30 d后,根系生长量最大的是马铃薯,其次是空心菜,番茄最小;空心菜根系的生长期最长,达10个月。3种植物接种南方根结线虫50 d后,在空心菜根系上形成的根结数、卵囊数和线虫总数分别为866.8,864.4和1 592.2,显著大于在马铃薯和番茄根系上形成的根结数（651.6和222.6）、卵囊数（643.4和234.0）和线虫总数（1 106.0和373.8）。爪哇根结线虫和花生根结线虫在沙培空心菜根系上接种后也能很好地繁殖。【结论】空心菜适应性强,在沙培浇灌营养液条件下生长周期长、易管理,适用于大量繁殖和长期保存根结线虫。     

大蒜秸秆对番茄根结线虫病及根际微生态的影响

【目的】研究土壤添加大蒜秸秆对番茄根结线虫病及根际微生态的影响,旨在探明大蒜秸秆对植物、根结线虫病和根际微环境的综合效应,为合理开发大蒜秸秆资源提供理论依据和技术支撑。【方法】试验设置土壤添加0(CK)、1%(T1)、2%(T2)、4%(T3)和8%(T4)共5个大蒜秸秆添加浓度(w/w)。于日光温室中采用装有5 kg田园土的花盆(直径20 cm,深20 cm)进行番茄幼苗培养,缓苗后于番茄幼苗周围打洞接种南方根结线虫二龄幼虫(5 000 J2/株)。每30盆作为一个处理,培养温度控制在白天/夜晚为28—32℃/15—23℃。于处理10、30和50 d后取番茄根系样品,并采用抖动法收集根际土壤样品,测定番茄植株的生物量;统计根结线虫数、雌虫数、雌虫比例、卵块数、卵粒指数、繁殖系数、根结指数等病情指数和相对防治效果;分析根际土壤中的脲酶、磷酸酶、蔗糖酶、纤维素酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶等主要土壤酶活性;测定根际土壤中的细菌、真菌和放线菌的数量,以及植食性线虫、食细菌线虫、食真菌线虫和杂食捕食性线虫等不同营养类群的土壤线虫数。【结果】随着大蒜秸秆施用量的增加,番茄植株的生物量呈现先增加后降低的趋势。其中,T1处理略高于CK,而T2处理略低于CK。相对防治效果随着大蒜秸秆施用量的增加呈现递增趋势,分别达到13.6%、50.0%、72.7%和81.8%;土壤添加大蒜秸秆显著降低了根结线虫二龄幼虫向雌虫分化的比例,并降低其卵块数、卵粒指数和繁殖系数。土壤添加大蒜秸秆降低了根际土壤尿酶和磷酸酶活性,但提高了纤维素酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶的活性。另外,土壤添加大蒜秸秆可显著增加根际土壤中细菌、真菌和放线菌的数量。其中,细菌数随着大蒜秸秆施用量的增加呈现先增后减的趋势,其峰值出现在T2处理;而真菌和放线菌则随着大蒜秸秆施用浓度的增加呈现递增趋势。土壤引入大蒜秸秆后,植食性线虫数量随着施用浓度的增加呈现递减趋势;同一浓度下,植食性线虫数随着施用时间的延长呈现递增趋势。而食细菌、食真菌和杂食捕食性线虫数量则随着大蒜秸秆施用量的增加呈现先增后减的趋势;相比之下,食真菌线虫数增幅相对较小。【结论】综合考虑大蒜秸秆对番茄旺盛生长期的植株生长、根结线虫病防控和根际微生态的影响,以T2处理(2%)的大蒜秸秆添加量较为适宜。     

甘蓝型油菜MAPK1在损伤和病原菌胁迫下的表达模式分析

【目的】分析BnMAPK1组织特异性表达特征,探究其在损伤和病原菌胁迫下的特征及参加的信号途径。【方法】在电子克隆的基础上,克隆BnMAPK1的启动子序列。利用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）检测BnMAPK1的诱导表达特征。【结果】从甘蓝型油菜中克隆了MAPK1的启动子序列,发现它含有多个激素响应元件和逆境胁迫响应元件。还发现植物激素茉莉酸甲酯（MeJA）、水杨酸（SA）、脱落酸（ABA）和过氧化氢（H2O2）,及损伤（wound）和核盘菌（sclerotinia sclerotiorum）均能在转录水平上激活BnMAPK1。甘蓝型油菜在损伤和接种核菌盘后,JA信号途径标志基因PDF1.2的表达量被诱导上升,而SA信号途径标志基因PR-1被抑制,推测甘蓝型油菜可能是通过茉莉酸（jasmonic acid,JA）信号途径响应损伤和病原菌入侵。【结论】甘蓝型油菜MAPK1受多种植物激素和胁迫的诱导,并且其启动子中含有多个激素响应元件和逆境胁迫响应元件,可能MAPK1在植物体抵抗外界多种胁迫中起重要作用,并且甘蓝型油菜可能是通过JA信号途径对损伤和病原菌入侵做出响应。     

蕙兰Flowering locus T基因的克隆及其对开花的影响

【目的】 探讨CfFT基因在蕙兰成花中的作用。【方法】采用RT-PCR结合RACE技术从蕙兰(Cymbidium faberi)中克隆Flowering locus T（FT）同源基因CfFT。采用实时定量RT-PCR对不同组织及不同花发育时期CfFT进行表达分析。将该基因克隆到PBI121载体上导入烟草中,并对不同转基因烟草株系中的CfFT、NFL、NtFUL和NAP1基因进行实时定量RT-PCR分析。【结果】对蕙兰花芽分化不同时期的CfFT的表达分析表明,CfFT在花芽分化初期的表达量最高,之后随着花芽的成熟表达量逐渐降低。将CfFT导入烟草进行异源表达,转基因株系表现出明显的早花表型。对开花时间不一的转基因株系中的CfFT表达分析表明,其表达量与转基因烟草开花时间早晚成正比。进一步对这些株系内源的NFL、NAP1和NtFUL表达分析表明,NFL、NAP1和NtFUL基因的表达量与CfFT表达成正比,说明NFL、NAP1和NtFUL的表达受FT基因的上游调控。【结论】在烟草中异源表达蕙兰中的CfFT基因能促进烟草提前开花。     

水通道蛋白基因OsPIP2;6的功能分析

【目的】分析水稻过表达OsPIP2;6在逆境胁迫条件下的表型差异,探讨水通道蛋白基因在水稻逆境应答中的作用。【方法】构建水稻水通道蛋白OsPIP2;6的过表达载体,通过农杆菌介导将其导入水稻日本晴的愈伤中,经遗传转化,阳性鉴定,得到转基因植株。通过逆境胁迫下转基因植株的表型分析来探讨OsPIP2;6的功能。【结果】Real-time PCR结果显示,OsPIP2;6受GA、ABA调控。转基因植株的OsPIP2;6表达量显著提高。正常条件下,转基因植株与野生型植株生长发育情况并无显著差异。在逆境胁迫条件下,转基因植株的耐受能力均显著强于野生型植株。【结论】过表达水稻水通道蛋白基因OsPIP2;6的转基因植株表型显示,OsPIP2;6在水稻的抗旱、抗水淹和抗盐中发挥作用。     

超表达番茄GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶基因马铃薯对温度胁迫的响应

 【目的】研究番茄GDP-甘露糖焦磷酸化酶基因（GMPase）在马铃薯中的超表达对其抵御温度胁迫能力的影响。【方法】利用已经获得的超表达番茄GMPase的两个转基因马铃薯株系,用野生型马铃薯作对照,比较其在常温（25/20℃）、温度胁迫（10/5℃低温处理3 d,35/30℃高温处理3 d）及25/20℃恢复3 d后GMPase的相对表达量、抗坏血酸（AsA）含量及其相关生理指标的变化。【结果】在常温、温度胁迫与恢复阶段,与野生型植株相比,转基因马铃薯植株具有较高的GMPase相对表达量、GMPase活性、AsA和脱氢抗坏血酸（DHA）含量;高温和低温胁迫后,转基因马铃薯的脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）、单脱氢抗坏血酸还原酶（MDAHR）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性均明显提高,丙二醛（MDA）和H2O2含量及细胞质膜透性均明显降低。【结论】番茄GMPase在马铃薯中的超表达可能有提高马铃薯植株抵御温度胁迫的能力。     

LeWRKY2基因的克隆及功能分析

【目的】克隆番茄WRKY2转录因子,为研究番茄抗病反应的分子机理和分子育种奠定基础。【方法】根据克隆出的番茄LeWRKY2基因特异片段（GenBank登录号：EU755368.1）,运用cDNA末端快速扩增（rapid amplification of cNDA ends,RACE）技术克隆番茄LeWRKY2 cDNA全长,并用生物信息学的方法对其进行分析。用实时荧光定量PCR方法检测番茄经JA、番茄灰霉菌（Botrytis cinerea）、放线菌酮（cycloheximide）刺激时LeWRKY2基因的表达情况。【结果】①从番茄中克隆到一条全长为1 007 bp的cDNA序列,命名为LeWRKY2基因,阅读框471 bp,编码156个氨基酸。②LeWRKY2蛋白含有1个WRKY结构域和1个C2H2型锌指结构,可能具有转录、转录调控、信号传导功能。③100 μmol•L-1 茉莉酸（jasmonic acid,JA）刺激番茄幼苗0-60 min时,LeWRKY2基因的相对含量与JA刺激时间成正比;而刺激60-150 min时,LeWRKY2基因的相对含量与JA刺激时间成反比;④番茄灰霉菌可以诱导LeWRKY2基因的的表达,且在4 h时表达量达到最高;⑤LeWRKY2基因的转录产物的合成不依赖于蛋白质的从头合成。【结论】LeWRKY2是一种参与番茄防御反应的早期快速反应基因。     

外源GO基因导入番茄后对叶霉病的抗性机制

【目的】研究转GO基因番茄的抗病机制。【方法】通过测定转GO基因番茄和对照未转基因番茄接种叶霉菌Fulvia fulva后，体内超氧物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、多酚氧化酶(PPO)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性变化。【结果】接种后转基因番茄株系的SOD、POD、CAT活性均比对照明显增加，且转基因番茄的活性高峰比对照早。转基因番茄在接种后PAL和PPO活性都出现2个活性高峰，且第2个峰值比第1个高，而对照只有1个活性高峰,其总体水平明显低于转基因番茄。用番茄叶霉病（Fulvia fulva）病原菌1.2.3.4生理小种侵染T1代转基因植株。【结论】 结果显示转基因番茄植株的抗病性有不同程度的提高，多数发病时间推迟，病情明显减轻。