接种枯萎病菌对甜瓜木质素合成相关酶活性及CmCADs表达的影响

【目的】明确接种枯萎病菌对甜瓜幼苗植株表型、木质素含量、木质素合成相关酶活性及肉桂醇脱氢酶（cinnamy alcohol dehydrogenase,CAD）基因表达的影响,找出响应枯萎病菌的CmCADs成员。【方法】选用抗枯萎病品种薄皮甜瓜‘彩虹7号’为试验材料。在甜瓜幼苗长至“三叶一心”时接种枯萎病菌-尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum f. sp. melonis)。以长势相同的健康植株浇灌等量无菌水为对照。在接种后0、1、3、5、7和9 d观察甜瓜植株表型变化,并测定其营养器官中的木质素含量、木质素合成关键酶（苯丙氨酸解氨酶（PAL）、过氧化物酶（POD）和CAD）活性及CmCADs的表达量。【结果】接种枯萎病菌后,甜瓜植株表型发生明显变化。在接种枯萎病菌后5 d甜瓜植株叶片出现轻微萎蔫,接种后9 d植株全部叶片均已萎蔫。甜瓜营养器官中木质素含量及木质素合成相关酶PAL、POD和CAD活性在接种枯萎病菌后与对照相比均有不同程度的升高。其中木质素含量在根、茎和叶中呈现出一致的变化趋势,即木质素含量均随着接种枯萎病菌后天数的延长而增加,且显著高于对照。PAL活性在甜瓜根和茎中呈现先升高后下降的变化趋势,在叶片中整体呈现升高的趋势且显著高于对照。POD活性在各时期均高于对照并呈现出不同的变化趋势。CAD活性在甜瓜根、茎、叶中变化趋势一致,均呈现先升高后下降的趋势。接种枯萎病菌后,CmCADs各成员在甜瓜营养器官中的表达表现出组织特异性。根中除CmCAD4外,其他4个成员均在接种后7 d受强烈诱导。茎中各成员均无表达,而叶中CmCAD2和CmCAD5在接种后5 d受到强烈诱导。【结论】与对照相比,甜瓜营养器官中木质素含量及木质素合成相关酶PAL、POD和CAD活性在接种后均升高,表明木质素合成途径可能在甜瓜抵御枯萎病中起重要作用,根和叶中均受枯萎病菌诱导表达的CmCAD2和CmCAD5可能是响应枯萎病菌的CmCADs成员,并在甜瓜抗枯萎病中起一定作用。     

NaCl胁迫下二倍体和同源四倍体西瓜幼苗DNA甲基化差异分析

【目的】研究二倍体和同源四倍体西瓜幼苗NaCl胁迫后形态学指标差异和DNA甲基化变化情况,分析不同倍性西瓜幼苗之间耐盐差异,结合形态学指标从表观遗传学角度解释二倍体和四倍体抗逆性差异机制。【方法】以3组不同倍性（二倍体、四倍体）西瓜幼苗为研究对象,待长至三叶一心时,用含有0、100、200、300和400 mmol·L^-1 NaCl的1/2 Hoagland营养液处理西瓜幼苗,NaCl处理8 d之后,鉴定西瓜幼苗受到的盐害指数,并运用甲基化敏感扩增多态性（methylation sensitive amplified polymorphism,MSAP）技术,分析NaCl处理8 d之后二倍体和四倍体西瓜幼苗叶片基因组DNA甲基化水平和模式的变化。【结果】NaCl处理后,形态学指标比较发现,随着NaCl浓度的增加,三组西瓜幼苗的受伤害程度都随着增加,在不同的西瓜品种之间受伤害程度有差异,但是同一品种内同一NaCl浓度下,西瓜幼苗受伤害程度二倍体大于四倍体;从甲基化水平看,西瓜幼苗基因组DNA全甲基化率、半甲基化率、总甲基化率都随着NaCl浓度的增加而降低,同一NaCl浓度处理下甲基化率二倍体大于四倍体,二倍体和四倍体西瓜甲基化水平与其受伤害程度呈正相关;从甲基化模式来看,NaCl胁迫后DNA的去甲基化比率降低,超甲基化比率升高,并且其变化幅度是四倍体大于二倍体,不同倍性西瓜幼苗的甲基化模式与其受伤害程度呈负相关。【结论】NaCl胁迫后西瓜幼苗基因组DNA的甲基化状态发生了变化,并且这种变化与NaCl胁迫程度高度线性相关,西瓜幼苗通过降低甲基化率和降低去甲基化比率来应对NaCl胁迫,四倍体较二倍体有更低的甲基化比率和去甲基化比率,抗逆性四倍体强于二倍体。     

香蕉枯萎病菌对不同抗性香蕉品种根系抗氧化能力的影响

【目的】明确抗枯萎病香蕉品种桂蕉9号、宝岛蕉和南天黄在枯萎病菌（Fusarium oxysporum f.sp.Cubense）侵染前后其根系抗氧化酶活性及抗氧化能力的变化趋势,为揭示香蕉品种对枯萎病的抗性机制提供理论依据。【方法】以荧光标记的尖孢镰刀菌（古巴专化型）4号生理小种菌株（Foc37-GFP）对不同抗性香蕉品种（桂蕉6号、桂蕉9号、宝岛蕉和南天黄）进行接种处理（孢子悬液浓度1.0×106 CFU/mL）,分别于侵染第0~6 d取样检测不同香蕉品种根系超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）和苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性及超氧阴离子自由基（O₂-·）清除率和总抗氧化能力等生理指标。【结果】经Foc37-GFP侵染后,桂蕉6号根系SOD、POD、CAT和PAL活性呈先上升后下降的变化趋势,至侵染第6 d,POD、CAT和PAL活性均极显著低于抗枯萎病香蕉品种（P<0.01,下同）,SOD活性则极显著高于抗枯萎病香蕉品种;根系O₂-·清除率表现为先上升后下降再上升,至侵染第6 d达最高值;总抗氧化能力前期变化不显著（P>0.05）,至侵染第6 d则极显著低于3个抗枯萎病香蕉品种。经Foc37-GFP侵染后,宝岛蕉根系SOD和CAT活性及抗氧化能力呈先下降后上升再急速下降的变化趋势,POD活性先上升后下降,PAL活性和O₂-·清除率则先上升后下降再上升;南天黄根系SOD活性变化趋势与宝岛蕉的一致,POD、CAT和PAL活性整体上呈先上升后下降的变化趋势,O₂-·清除率呈上升趋势但变化幅度较小,总抗氧化能力先下降后保持在一定水平上;桂蕉9号根系SOD、POD和PAL活性及O₂-·清除率均呈先下降后上升再下降的变化趋势,CAT活性先急速下降后急速上升,至第6 d达最高值并接近宝岛蕉的活性水平,但极显著高于南天黄和桂蕉6号,总抗氧化能力呈先上升后下降再上升的变化趋势,与SOD、POD和PAL活性及O₂-·清除率的变化规律相反,且与宝岛蕉的相反。【结论】感枯萎病香蕉品种桂蕉6号根系抗氧化酶主要通过协同方式发挥抗氧化作用,抗枯萎病香蕉品种宝岛蕉、南天黄和桂蕉9号抗氧化酶主要通过互补方式发挥抗氧化作用;在枯萎病菌侵染期间,不同抗性香蕉品种根系中不同抗氧化酶发挥的主导作用各不相同,从而保持抗氧化酶系统的动态平衡。     

西瓜幼苗根系防御酶活性变化与枯萎病抗性的关系

以西瓜抗病品种卡红和感病品种苏蜜一号为材料,研究西瓜幼苗接种枯萎病菌后西瓜幼苗根部组织的生理生化变化与抗病性的关系。结果表明,苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化氢酶(CAT)、几丁质酶(CHT)、β-l,3-葡聚糖酶(GUN)的活性与抗病性呈正相关。初步认为,可用西瓜幼苗根部PAL、POD、PPO、CAT、CHT、GUN的活性作为反映苗期西瓜材料枯萎病抗性的生理生化指标。     

Lasiodiplodia theobromae激活芒果防御酶基因差异表达的研究

【目的】为明确Lasiodiplodia theobromae侵染芒果组织的过程中对防御酶相关基因的诱导表达情况。【方法】本研究采用实时荧光定量PCR技术(qRT PCR)研究了Lasiodiplodia theobromae侵染芒果叶片和成熟果实时Mi POD、Mi PPO、Mi CHI、Mi PR1等7个防御酶基因表达情况。【结果】Lasiodiplodia theobromae侵染芒果果实后均不同程度的激活芒果抗病防御酶的活性,抗病防御酶相关基因的表达量极显著,均在被侵染36 h后达最大值,基因Mi POD表达量最高为0 h的33倍,Mi PAL为0 h的450倍;侵染叶片后,活性氧相关基因表达量极显著,均在被侵染24 h后达最大值,抗病相关基因中Mi POD和Mi PPO的表达量呈先上升后下降趋势,基因Mi CHI持续高表达,48 h时表达量达到最大值约为0 h的40倍,Mi PR1在接种72 h时出现最高表达量。【结论】研究表明,寄主植物感病后,Mi POD、Mi PPO、Mi CHI、Mi PR1等7个防御酶基因活性增强,增加寄主植物对病原菌的抵抗能力,进而延缓了病原菌在寄主组织内的迅速扩展。     

氟唑活化酯对黄瓜抗枯萎病的诱导作用

【目的】诱导抗病剂可以诱导寄主植物的系统抗病性作用,具有持效性和广谱性的特点,研究旨在明确新型诱导抗病剂氟唑活化酯（fluoro-substituted benzothiadiazole derivatives,FBT）对黄瓜抗枯萎病的诱导作用,为该化合物的诱导抗病性机理的深入研究提供参考。【方法】利用50 mg·L^-1 FBT在黄瓜苗期移栽前3-4片真叶时喷雾诱导1次,3 d后移栽定植于含有黄瓜枯萎病菌（Fusarium oxysporum f. sp. cucumerinum Owen）的土壤中,缓苗后以叶面喷雾的方式进行第2次诱导,之后每隔7 d喷雾诱导1次,共诱导3次,对照诱导抗病剂苯并噻二唑（BTH）也采用同样的诱导方法,对照杀菌剂70%甲基硫菌灵可湿性粉剂1 500倍液则采用灌根施药,通过调查病情指数以评价其对枯萎病的抗病作用;研究FBT对枯萎病菌侵染黄瓜的影响,将供试黄瓜催芽至0.5 cm胚根后,浸泡于50 mg·L^-1 FBT中胚根诱导1次,待播种后黄瓜生长至2片子叶期开始第2次诱导,以后每隔7 d诱导1次,共诱导3次,第3次诱导后24 h灌根接种黄瓜枯萎病菌,并于接种后1、3、5、7、9、11、14、16、20、24、29 d分别取黄瓜根组织,于冰水中清洗,利用酸性品红染色技术评价FBT诱导黄瓜后对枯萎病菌侵染的影响,利用Maule反应和甲苯胺蓝染色技术评价FBT对黄瓜根组织中木质素和酚类物质的沉积情况的影响,利用分光光度-比色法测定FBT诱导黄瓜后根组织中富含羟脯氨酸糖蛋白（HRGP）及β-1,3-葡聚糖酶活性,以分析FBT诱导黄瓜后根组织抗病性变化情况。【结果】诱导抗病性表达发现,50 mg·L^-1的FBT对黄瓜抗枯萎病的诱导效果可达62.01%,高于对照诱导抗病剂BTH和杀菌剂70%甲基硫菌灵可湿性粉剂的防治效果。FBT诱导后的黄瓜在接种后7 d开始有枯萎病菌的侵染,此时未诱导只接种的黄瓜根组织因受枯萎病菌侵染,已经出现大量菌丝及孢子,FBT的诱导增强了寄主的抗病性反应,从而抑制了病原菌的侵染。同时经FBT诱导后4 d未接种及诱导后接种两个处理的根组织中具有大量褐色木质素沉积,尤其是根表皮细胞壁及韧皮部木质素沉降量明显,表现深褐色。对酚类物质的观察发现,在FBT诱导后2 d开始出现酚类物质沉积,诱导后4和6 d时,根组织中荧光信号较强,酚类物质沉积量较大,诱导后8 d时,根组织中荧光信号消失,酚类无明显沉积,木质素和酚类物质积累量的增加,以达到增强细胞壁的抗性,抵御病原菌的侵染的作用。在FBT诱导后1 d抗病相关蛋白HRGP和β-1,3-葡聚糖酶活性也明显增强,并一直保持在较高水平,为抵御病原菌侵染做准备。【结论】FBT诱导黄瓜产生了对枯萎病的抗病作用,同时黄瓜根组织通过次生代谢物质沉积量的增加及抗病相关蛋白活性增强,达到增强寄主根组织细胞壁的抗性,从而抵御病原菌的侵染,是具有发展前途的新型诱导抗病剂。     

蜡状芽孢杆菌菌株255诱导香蕉产生抗性相关酶初步研究

在香蕉苗6叶期分别接种蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)和香蕉枯萎病菌(Fusarium oxysporum f.sp.cubense),在接种后1、2、4、6、9 d,测定过氧化物酶POD、多酚氧化酶PPO、苯丙氨酸解氨酶PAL、超氧化物歧化酶SOD等4种与植物抗病密切相关的酶活性变化,结果显示,接种蜡状芽孢杆菌后,POD、PPO、SOD活性在接种后2d达到最高值,明显高于对照和接种香蕉枯萎病菌,PAL活性在接种后6 d达到最高值;而接种香蕉枯萎病菌后,POD、PPO、PAL活性在接种后24 h达到最高值,并明显高于对照,SOD活性在接种后2 d达到最高值。     

西瓜类甜蛋白家族全基因组鉴定及表达

【目的】对西瓜类甜蛋白家族基因（ClTLP）进行全基因组鉴定和序列特征及聚类分析,研究其在西瓜不同组织及病原菌胁迫下的表达模式,为进一步开展类甜蛋白家族基因的功能鉴定及其与枯萎病菌互作机制研究奠定基础。【方法】利用生物学软件对ClTLP进行序列特征及聚类分析,采用qRT-PCR技术检测ClTLP基因在西瓜根、茎、叶组织及枯萎病菌侵染不同时间（0,12,24,48,120,168 h）后的表达情况。【结果】从西瓜基因组中共鉴定到28个西瓜TLP家族基因,TLP基因分布在 8条染色体上,主要有4种结构类型,蛋白保守,氨基酸基序高度一致。在基因启动子区发现多个激素响应元件和胁迫响应元件。西瓜类甜蛋白归属10个聚类群。多数ClTLP基因在西瓜不同组织中表现为组成型表达,在根中的表达量高于茎和叶片。枯萎病菌侵染可以诱导大部分ClTLP基因的表达,且多数基因表达量在侵染后120 h最高。其中,Cla97C01G019790和Cla97C10G185250的表达随枯萎病菌侵染时间延长逐渐升高,而Cla97C10G204510和Cla97C10G185260的表达受到了枯萎病菌胁迫抑制。【结论】西瓜类甜蛋白家族有28个成员,其大多数CITLP基因的表达量在根中最高,可受枯萎病菌诱导,在西瓜抵御病原菌侵染过程中发挥重要作用。     

内生菌XG-1对西瓜枯萎病诱导抗性的研究

以苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化氢酶(CAT)4种防御酶的活性变化以及丙二醛(MDA)的含量变化作为指标,研究内生菌XG-1对西瓜枯萎病的诱导抗性,为阐明XG-1的作用机制及其开发应用提供理论依据。结果表明:经内生菌XG-1菌悬液处理后,西瓜苗叶片的PAL、POD、PPO及CAT活性均高于清水对照。同时接种XG-1菌悬液和西瓜枯萎病菌(Fusarium oxysporumf.sp niveum,FON)的叶片,PAL活性在接种后第4天、第10天出现2次高峰,分别比对照增加1.86倍和1.52倍;POD和PPO活性均在第4天达到最高峰,分别比对照提高52.6%和57.1%;CAT活性在第5天时达到最高峰,比对照提高56.4%。同时接种XG-1菌悬液和枯萎病菌FON后,西瓜苗叶片的MDA含量呈先下降后逐渐上升趋势,第4天时达到最低值,比对照下降33.1%。由此可见,诱导抗病性是菌株XG-1防治西瓜枯萎病的重要作用机制之一。     

西瓜叶片防御酶活性与枯萎病抗性的关系

为了明确西瓜枯萎病抗性与抗氧化、次生代谢相关酶活性的关系,以西瓜枯萎病鉴别寄主(高抗品种PI296341-FR、轻抗品种Crimson Sweet和高感品种Sugar Baby)为材料,采用西瓜枯萎病菌孢子悬浮液进行人工接种,研究接种处理后西瓜叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化氢酶(CAT)活性的变化。结果显示,西瓜枯萎病菌接种处理后,3个西瓜品种叶片SOD、POD、PPO、PAL、CAT活性较未接种对照均有显著提高,抗病品种PI296341-FR和Crimson Sweet叶片的SOD、POD、PPO、PAL、CAT活性峰值出现时间早于感病品种Sugar Baby,酶活性增幅显著高于感病品种。抗病品种PI296341-FR和Crimson Sweet叶片的SOD、POD、PPO、CAT活性均在接种后2 d达到峰值,高抗品种PI296341-FR叶片的SOD、POD、PPO、CAT活性分别较未接种对照显著增加了58. 98%、26. 08%、69. 87%、78. 00%,较感病品种Sugar Baby显著增加了47. 62%、22. 75%、19. 91%、41. 79%;轻抗品种Crimson Sweet叶片的SOD、POD、PPO、CAT活性分别较未接种对照显著增加了73. 01%、22. 33%、62. 59%、63. 46%,较感病品种Sugar Baby显著增加了34. 56%、10. 10%、8. 14%、28. 40%。高抗品种和轻抗品种叶片的PAL活性分别于接种后2、1 d达峰值,分别较各自未接种对照显著增加了70. 70%、33. 34%,高抗品种叶片PAL活性较感病品种显著增加了20. 65%。而感病品种Sugar Baby叶片的5种酶活性均在接种后3 d才达到峰值。研究表明,SOD、POD、PPO、PAL、CAT 5种防御酶活性变化与西瓜抗病性密切相关,在西瓜枯萎病抗性生化机制中起重要作用,SOD、POD、PPO、PAL、CAT活性峰值大小及出现时间的早晚可作为西瓜枯萎病抗性筛选的重要生化指标。     

万寿菊杀菌素Ⅰ抑菌作用及对西瓜幼苗的影响

研究了万寿菊杀菌素Ⅰ对西瓜枯萎病菌、辣椒枯萎病菌和辣椒疫霉病菌的抑菌作用及对西瓜幼苗的影响。结果表明,万寿菊杀菌素Ⅰ能有效抑制西瓜枯萎病菌、辣椒枯萎病菌和辣椒疫霉病菌。在西瓜枯萎病的主要发病期苗期施用万寿菊杀菌素Ⅰ,能提高西瓜幼苗的POD和SOD活性,并维持CAT活性,有效减轻西瓜枯萎病菌对植株的毒害作用。     

3株放线菌对甜瓜幼苗的促生与抗性诱导作用

【目的】研究3株生防放线菌Act1、Act11和Act12对甜瓜枯萎菌(TF)和西瓜枯萎菌的拮抗性,及其对甜瓜幼苗的促生作用和叶片多酚氧化酶(PPO)活性的诱导作用,为防治西甜瓜枯萎病提供高效生防放线菌。【方法】通过琼脂块法和无菌发酵滤液试验,研究了3株放线菌对TF和西瓜枯萎菌的拮抗性及其无菌发酵滤液对甜瓜种子胚轴、胚根生长的影响;通过盆栽试验,研究了3株放线菌对甜瓜幼苗叶绿素相对含量、甜瓜根系质量和根系活力的影响以及对甜瓜叶片PPO活性的诱导作用。【结果】①供试放线菌对TF和西瓜枯萎菌的拮抗圈直径均超过17mm,其无菌发酵滤液对TF和西瓜枯萎菌的抑菌率为2.65%~65.27%,且能促进甜瓜胚轴、胚根生长,提高甜瓜种子活力。②放线菌Act1、Act11和Act12以1.5 g/kg的接种量与TF混接,甜瓜幼苗叶绿素相对含量较单接TF分别增加了17.57%,13.54%和11.59%,差异显著(P0.05);放线菌Act11以1.5 g/kg接种量与TF混接,甜瓜幼苗根系质量较单接TF处理增加了53.33%;放线菌Act1和Act12以2.0 g/kg接种量与TF混接,甜瓜幼苗根系活力较单接TF分别增加了416.67%和166.67%,差异达极显著水平(P0.01)。③放线菌Act11、Act12以1.5 g/kg接种量与TF混接,甜瓜幼苗叶片PPO活性较单接TF分别增加了45.06%,50.20%。【结论】3株生防放线菌对TF和西瓜枯萎菌均具有较强的拮抗性,在一定接种量下,对甜瓜幼苗具有促生和提高诱导抗性的作用,此作用在放线菌与TF混接时表现更为明显。     

西瓜渗调蛋白ClOsm基因克隆及其编码蛋白的抑菌活性

【目的】克隆西瓜（Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum. et Nakai）渗调蛋白基因ClOsm,明确该基因编码蛋白的抑菌活性,为进一步研究ClOsm基因功能并开展西瓜抗病分子育种奠定基础。【方法】采用同源克隆法,克隆西瓜ClOsm基因,分析其序列特征,并构建系统进化树。利用实时荧光定量PCR（RT-PCR）技术分析ClOsm基因的表达特征。利用原核表达系统表达并纯化His-ClOsm重组蛋白,检测其对枯萎病菌、蔓枯病菌、白粉病菌、茄病镰刀菌和轮枝镰刀菌的体外抑菌活性。【结果】从枯萎病菌侵染的西瓜根系组织中克隆到渗调蛋白基因ClOsm（GenBank登录号为MF445019）,其长度为768 bp,编码255个氨基酸,预测蛋白质分子质量为27.52 ku,等电点为7.78。氨基酸结构分析显示,ClOsm含有TLP蛋白的保守结构域。系统进化分析表明,ClOsm与冬瓜BhOsm蛋白的亲缘关系最近,相似度达95%,且归为osmotin类型的类甜蛋白。实时荧光定量分析显示,ClOsm基因在西瓜根、茎、叶组织中均有表达,根中表达量最高;枯萎病菌侵染能够显著诱导ClOsm基因的表达,在侵染120 h时表达量最高。融合蛋白His ClOsm体外抑菌活性检测结果表明,ClOsm蛋白可以显著抑制枯萎病菌、蔓枯病菌、白粉病菌、茄病镰刀菌和轮枝镰刀菌等病原菌的生长,抑制率分别为70.2%,60.8%,65.3%,55.4%和46.6%。【结论】克隆了西瓜ClOsm基因,并纯化得到ClOsm重组蛋白,该蛋白能够显著抑制病原真菌的生长。     

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。     

西瓜抗枯萎病相关基因ClMYB转录因子的克隆及表达分析

【目的】克隆西瓜抗枯萎病相关基因CIMYB转录因子,进行生物信息学及表达模式分析,为进一步解析CIMYB在西瓜抗枯萎病机制中的作用提供理论依据。【方法】根据西瓜与枯萎病菌不亲和互作的抑制差减文库和Microarray数据分析,获得与西瓜抗枯萎病相关的基因CIMYB,采用RT-PCR技术分离克隆CIMYB c DNA全长序列;应用生物信息学方法分析该基因的保守结构域及序列特征;使用MEGA5.0对CIMYB蛋白序列及其同源序列进行多序列比对,并构建同源物种间系统进化树;采用GFP标记的方法进行亚细胞定位,分析编码蛋白表达位置;将该基因片段通过Nde I和Xba I双酶切连接至原核表达载体p Czn1,重组质粒转化至大肠杆菌Arctic Express,经终浓度为0.5 mmol·L~(-1) IPTG诱导4 h,用SDS-PAGE分析融合蛋白的表达;利用实时荧光定量PCR方法检测目的基因在西瓜与枯萎病菌互作中及在茉莉酸(jasmonate,JA)诱导下的表达情况。【结果】利用RT-PCR方法从西瓜野生材料PI296341-FR根系组织中克隆该基因片段(Gen Bank:KT751229),序列比对及生物信息学分析表明,其基因编码的氨基酸序列具有MYB转录因子R2R3型的典型特征,其N端具有R2、R3两个MYB结构域,C端高度变异。多序列比对及进化树分析表明,该基因编码的蛋白与甜瓜MYB(Gen Bank:XM_008440304)和黄瓜MYB(Gen Bank:XM_011652633)同源性最高,其编码的氨基酸一致性达到86%,这与它们同属葫芦科植物有关;亚细胞定位显示CIMYB定位于细胞核,为典型的转录因子;成功构建了该基因的原核表达载体p Czn1-CIMYB,转化至大肠杆菌得到36 k D左右蛋白;CIMYB受枯萎病菌诱导,在高抗枯萎病菌材料PI296341-FR中,相对感病品种表达量高峰出现的早,且表达量高。50μmol·L~(-1)的Me JA处理可以显著提高感病材料Black diamond对枯萎病的抗病水平,同时诱导CIMYB表达,与抗病材料PI296341-FR相比表达趋势一致,但表达量更高。【结论】CIMYB为典型的R2R3-MYB转录因子,亚细胞定位于细胞核中;基因的原核表达得到36 k D的融合蛋白,在西瓜中的表达受枯萎病菌和茉莉酸诱导,推测CIMYB可能参与JA介导的西瓜抗枯萎病防卫反应的信号通路,在西瓜抗病中起一定的作用。     

BTH诱导黄瓜幼苗对霜霉病的抗性与细胞壁HRGP和木质素含量的关系

【目的】苯并噻二唑（BTH）对黄瓜幼苗霜霉病的诱导抗性与苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性、过氧化物酶（POD）活性、木质素和富含羟脯氨酸糖蛋白(HRGP)含量的关系。【方法】用比色法对BTH诱导或接种霜霉菌的植株进行PAL和POD活性以及木质素和HRGP含量的测定。【结果】BTH不仅能提高黄瓜幼苗对霜霉病的抗性，而且明显提高了PAL和POD的活性以及木质素和HRGP的含量。BTH诱导处理和霜霉菌侵染黄瓜叶片，细胞壁中HRGP的积累与木质素的沉积在时间进程中表现出明显的同步性。【结论】HRGP的积累和细胞壁的木质化与黄瓜对霜霉病的抗性反应有关，是寄主抗病反应的生化机制之一。     

西瓜抗枯萎病育种的分子辅助选择（英文）

利用国内公开发表的西瓜抗枯萎病生理小种1基因紧密连锁标记4451_fon,首次对我们抗枯萎病育种选出的二倍体和四倍体种质进行了分子鉴定,结果表明,全部二倍体单系和四倍体单系均表现为抗病基因型,判定为抗病材料,与人工接种鉴定结果完全一致;分子鉴定还表明,这些抗病单系为抗病纯合体,在以后的自交纯化过程中抗性基因不再分离和丢失,因此不必继续对其自交后代进行抗性选择。研究结果认为d CAPS标记4451_fon可以作为西瓜抗枯萎病分子辅助选择(molecular marker assisted selection,MAS)的重要工具,能够实现提高选择效率、加速育种进程之目的。     

南方泡桐同源四倍体的诱导及其体外植株再生

【目的】用秋水仙素诱导出南方泡桐同源四倍体,建立其体外植株高效再生系统,为泡桐新品种的培育奠定基础。【方法】以二倍体南方泡桐幼苗叶片为外植体,预培养泡桐不同时间(0,8,16 d)后,置于含不同质量浓度(5,10,20 mg/L)秋水仙素的固液双层培养基上处理泡桐不同时间(24,48,72 h),以诱导其同源四倍体植株,并通过根尖细胞染色体计数和叶片单细胞DNA相对含量的测定,进行变异植株的倍性分析;同时,以其四倍体叶片、茎段和叶柄为外植体,利用不同植物激素不同质量浓度的组合培养基,筛选建立体外植株再生系统的最适培养基。【结果】秋水仙素质量浓度和处理时间对南方泡桐同源四倍体诱导率影响显著,外植体预培养时间影响不显著;在含10 mg/L秋水仙素的MS培养基上处理72 h,未经预培养叶片的四倍体诱导率高达18.8%;同源四倍体幼苗叶片较二倍体大而且厚,叶片单气孔器变大,孔密度变小,叶绿素含量和SOD活性升高,MDA含量和POD活性降低。MS+0.1mg/L NAA+8 mg/L BA、MS+0.3 mg/L NAA+12 mg/L BA和1/2 MS分别是其愈伤组织诱导、芽诱导和根诱导的适宜培养基。【结论】诱导获得了南方泡桐同源四倍体,建立了同源四倍体南方泡桐的体外植株再生系统;叶片是同源四倍体南方泡桐体外植株再生的最佳外植体。     

南方根结线虫和香蕉枯萎病菌4号生理小种对香蕉复合致病力的测定

通过室内盆栽接种测试的方法,测定南方根结线虫(Moidogyne incognita)和香蕉枯萎病菌4号生理小种(Fusarium oxysporumf.sp.cubense race 4)对香蕉2个感枯萎病品种(巴西蕉和大蕉)和抗枯萎病品种(农科1号)的复合致病力。结果表明:对于供试的感病品种,先接种南方根结线虫能显著减轻香蕉枯萎病的发病程度;同时接种2种病原物和先接种香蕉枯萎病菌5d后接种南方根结线虫能加重香蕉枯萎病的发展;复合侵染能抑制南方根结线虫的种群数量,其中先接种香蕉枯萎病菌和同时接种2种病原物对南方根结线虫种群数量抑制作用更大;对于抗病的品种农科1号,2种病原物的同时接种能导致香蕉对枯萎病抗性的部分丧失。     

四倍体头花蓼黄酮合成关键酶和抗逆性酶及根系活力研究

为了评价头花蓼四倍体种质优势,测定比较了四倍体和同源二倍体头花蓼苯丙氨酸解氨酶(PAL)、查尔酮异构酶(CHI)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)活性及其根系活力。结果表明:四倍体头花蓼PAL、CHI、CAT、SOD酶活性分别为6.19 U·g~(-1)FW、9.68 U·g~(-1)FW、80.67 U·g~(-1)FW·min~(-1)、348.81 U·g~(-1)FW,根系活力为83.41μg~(-1)g·h,分别是二倍体的1.09倍、1.33倍、1.38倍、1.05倍和1.47倍。说明四倍体头花蓼PAL、CHI、CAT、SOD酶和根系活力都显著高于同源二倍体头花蓼。