中国小麦叶锈菌群体的毒性基因分析

 1986-1991年间，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，首次采用毒性基因频率、毒性因子（FV）、毒性值（VV）和Shannon-Wiener多样性指数等反映群体水平的参数，对我国小麦叶锈菌的毒性基因结构、频率、时间动态、空间格局及不同生理小种毒性基因的异质性等进行了比较分析。结果表明，毒性基因 V2a、V9、V15、V19、V24、V28、V29的出现频率较低（小于30%），其对应的抗性基因为目前我国小麦叶锈菌的有效抗病基因；V1、V3ka、V10、V26的频率处于升高的趋势，V2a、V15的频率有下降的趋势；不同地区叶锈菌群体的毒性因子、毒性值和毒性基因组合的多样性明显不同，我国和北美的叶锈菌至少存在4-5个毒性基因的差异；不同生理小种的毒性基因结构差异显著，叶中3号不具备V26基因，叶中34号不具有V1、V14a、V17和V27基因，而叶中4号携带有这些毒性基因。文中还对利用近等基因系作鉴别寄主的优点进行了讨论。     

2003-2004年我国小麦叶锈菌致病类型苗期鉴定及毒性分析

为明确小麦叶锈菌的毒性基因谱,对2003-2004采自我国的117株小麦叶锈菌菌株进行了致病性鉴定及毒性基因分析。结果表明:2003-2004年,117株小麦叶锈菌被划分为104个致病类型,其中优势类型为PHSS、PHTT和FHSS,其出现频率分别为4.27%、3.42%和2.56%。毒性基因V2 a、V9、V24、V3 a、V19、V38、V39、V40、V41、V42、V43和V46的毒性频率<30%,其对应的抗性基因为有效抗病基因,特别是V38的毒性频率为0,其对应的抗性基因有很好的抗叶锈性。V1、V3 ka、V30、V18、V14 ab、V15、V20、V21、V23、V28、V29、V32、V33+34、V36、V44和V45的毒性频率都在30%~60%之间,表明其对应的抗叶锈基因尚有一定的利用价值;V2 c、V3、V16、V26、V11、V17、VB、V10、V14 a、V2 b、V3 bg、V14 b、V25、V33、V34和VT3的毒性频率都>60%,表明其对应的抗叶锈基因在2003-2004年生产上单独使用几乎没有利用价值。     

2009-2011年河南省小麦叶锈菌毒性结构分析

采用16个固定鉴别寄主和21个辅助鉴别寄主,在小麦苗期对2009-2011年采自河南省6个地区184个单孢子堆上纯化分离的小麦叶锈菌菌株进行致病性鉴定及毒性基因频率分析。结果显示:2009-2011年河南省主要优势致病类型为THTS、THTT、THKS、PHKT、PHTT、THPS、PHKS、PHSS、THFS、THPN和THSS,出现总频率为52.13%。毒性基因V1、V2c、V3、V16、V26、Vb、V25和V37的平均毒性频率超过95%,说明其对应的小麦抗叶锈病基因在河南省几乎完全丧失了抗性;毒性基因V9、V24、V19、V38和V47的平均毒性频率低于4%,说明其对应的抗病基因为目前河南省小麦叶锈菌有效抗病基因,尤其毒性基因V24的毒性频率为0,表明目前河南省无对其表现出毒力的小麦叶锈菌小种。另外,毒性基因V11、V15、V17、V30、V10、V14a、V23、V29、V18、V21、V32、V33+34、V36和V39等的毒性频率在2009-2011年际间差异较大。     

2007年陕西、湖北和四川三省小麦叶锈菌苗期毒性分析

采用40个鉴别寄主在苗期对2007年采自我国四川、湖北和陕西三省小麦叶锈菌菌株进行致病性鉴定及毒性基因频率分析。结果表明：2007年四川省主要致病类型为THTT,出现频率为11.1%;湖北省主要致病类型为THQT、THQS、THQR、THQN和PHSP,出现总频率为61.8%;陕西省主要致病类型为PHST和FHST,出现总频率为17.1%。三省小麦叶锈菌的群体结构组成复杂。毒性基因V9、V19、V24、V38、V39、V40、V41、V42、V43和V45在三省中的毒性基因频率均小于21%,其中V9、V24和V38的毒力频率为0,说明其对应的小麦抗叶锈病基因在小麦抗叶锈病育种中具有较高的利用价值;毒性基因V2c、V3、V3bg、VB、V11、V14a、V14b、V16、V25、V26和V33在三省中的毒性基因频率均大于70%,其对应的抗叶锈基因为无效抗叶锈基因。毒性基因V1、V2a、V15、V19、V28和V30的毒性基因频率在三省中存在较大差异。     

山西省小麦叶锈菌致病类型及毒性监测

对采自山西省的110株小麦叶锈菌菌株进行了致病类型鉴定及毒性基因分析。结果表明,110株小麦叶锈菌被划分为43个致病类型,其中,优势类型为THT,TRT,PHT,PHR,出现频率分别为23.08%,9.62%,7.69%,6.73%。毒性基因V9,V19,V24,V25,V28,V29,V38,V39的毒性频率30%,其对应的抗性基因为有效抗病基因;V2a,V3Bg,V18,V21,V23,V27+31,V33的毒性频率在30%~70%,表明其对应的抗叶锈基因在山西省不同区域有一定的利用价值,可以考虑多个抗性基因同时利用;V1,V2b,V2c,V3,V3ka,V10,V11,V12,V13,14a,V14b,V15,V16,V17,V20,V22a,V26,V30,V31,V32,V35,V36,V37,V22b的毒性频率大于70%,它们对应的抗性基因在山西省小麦抗叶锈病品种选育中为无效基因,如果单独利用则没有价值。     

河北省小麦叶锈菌群体毒性基因组成分析

将Browder和Wolfe分别提出的两种毒力频率法的原理结合起来研究1991年河北省小麦叶锈菌群体毒性基因及其组合的频率,以反映其相应的抗性基因及其组合的可用性。结果表明:V_(2d),V_a 等10个毒性基因的相对频率在56.58%以上,是优势毒性基因;V_(2c),V_(24)等5个毒性基因的相对频率在7.92%以下,属稀少基因,V_1,V_(2a)等14个毒性基因的相对频率为12.07%～44.75%,介于以上二者之间。在7个与目前生产有密切关系的优势毒性基因中,以V_(3B?,10,17,23,26),V_(3B?,10,14ab,17,23,26),和V_(1,?Bg,10,14ab,17,23,26)为优势组合,达14.04%以上。在不同毒性基因组合中,出现频率较高的有V_(3B?,26),V_(?B?,10,26),V_(3Bg,10,23,36),V_(3Bg,10,17,23,26),和V_(?B?,10,14ab,17,23,26),其频率分别为89.47%,71.93%,61.40%,55.26%和34.21%,说明其相应的抗性基因组合的联合抗病性差,不宜在生产上同时利用。     

北方四省小麦叶锈菌群体毒性基因及其频率、分布和组合研究

利用Ｂｒｏｗｄｅｒ和ｗｏｌｆｅ分别提出的毒力频率法比较了河北、山东、河南和陕西４省小麦叶锈菌群体毒性基因及其频率、分布和组合，为相应抗性基因及其组合的利用和布局提供依据。结果表明：Ｖ２ａ、Ｖ３ｃ等７个基因在４省的相对频率均在１４．７１％以下，属于稀少毒性基因；Ｖ２ｄ，Ｖ３ｃ等７个基因的频率均高于５０．９６％，属于优势毒性基因；Ｖ１１，Ｖ２０，Ｖ２７，和Ｖ３２的频率为１５．８７～４９．１５，属于中间类型；Ｖ１，Ｖ２ｂ等１１个毒性基因的频率在４省间则有较大的差异。各省应因地制宜地采用毒性基因频率较低的相应的抗性基因。在毒性基因组合方面，在６个优势毒性基因中，Ｖ３Ｒｇ，１０，１７，２３，２６和Ｖ３Ｂｇ１０，１４ａｂ，１７，２６在４省均为优势组合，频率均在９．６８％以上。     

山东省小麦叶锈菌生理小种检测及毒性基因分析

１９９１～１９９４年共测定叶锈菌菌株１２５个．鉴定结果表明，山东省叶锈菌优势生理小种为洛１０类群中的叶中４号，与８０年代初鉴定结果比较已发生了改变；叶中４号各菌株对山东省主要栽培品种（１００万亩以上）苗期毒力频率，除鲁麦１５外，都在９０％以上；利用已知抗叶锈基因的近等基因系对山东省叶锈菌群体毒性基因出现频率进行测定分析，认为抗叶锈基因（组合）Ｌｒ１９、Ｌｒ２０、Ｌｒ２５、Ｌｒ１３＋３Ｋａ、Ｌｒ３ａ＋３、Ｌｒ２７＋３１＋１０、Ｌｒ１＋２０是山东省小麦抗叶锈育种可以利用的抗病基因（组合）．     

山西省小麦叶锈菌群体的毒性基因分析

１９９４～１９９７年间,利用２５个抗叶锈病小麦单基因系（或近等基因系）,对来自山西省１０个地（市）３１个县（市）的３３４个小麦叶锈菌株进行了测试,分析了山西省小麦叶锈菌群体的毒性基因频率。结果表明,毒性基因Ｖ１９的出现频率较低（２６３７％）,其对应的抗性基因Ｌｒ１９为目前山西省小麦叶锈菌的有效抗病基因。其次,毒性基因Ｖ１５,Ｖ２０,Ｖ２５的出现频率分别为７１５％,７６２５％,７８０８％,对应的抗性基因Ｌｒ１５,Ｌｒ２０,Ｌｒ２５具有一定的利用价值。除此以外,其余２１个毒性基因的出现频率均高于８１７４％,其对应的抗性基因为目前山西省小麦叶锈菌的无效基因,在小麦抗锈育种上没有重要利用价值。     

河北省小麦白粉菌群体毒性组成和小麦品种抗性分析

本研究采用离体活动圃法对河北省小麦白粉菌群体组成进行了分析，并对21个待推广品种的抗病性进行了鉴定。结果表明，毒性基因V1、V2、V3b、V3c和V5的相对频率高于72．22％，是河北省小麦白粉的优势群体；V4a较少，相对频率只有8．09％；V3a`V6发7介于以上二者之间，相对频率为44．10－61．63％。在河北省21个待推广品种中，京农84－45的相对毒辣力频率值为33．84％，对白粉病有较好的抗性，冀植88－51387，冀植88－5067等6个品种是高感品种，相对毒力频率值高于76．01％；冀植87－5003，冀植88－4018等16个品种的相对毒力频率值为41．25－72．70％，属于中间类型，对白粉病有一定的抗性，在推广利用时应密切注意发病程度的变化。     

家鸡2个Dmrt基因的序列分析

Dmrt基因编码的蛋白质是一个具DNA结合能力的转录调控因子,其DM结构域在不同进化类型的生物中具有相当的保守性.通过简并PCR克隆技术,扩增和克隆了家鸡基因组中的DM结构域,经序列分析,获得了两个具有不同DM序列的克隆,分别命名为GgDmrt2和GgDmrt5.联机与GenBank中不同进化地位动物的Dmrt基因进行聚类分析,结果显示,具有DM结构域的基因家族在两栖类、爬行类、鸟类中高度保守,并且存在着许多成员基因.     

海岛棉GbCO基因的克隆和表达分析

[目的]海岛棉GbCO基因的克隆和表达分析.[方法]利用RT-PCR技术,从海岛棉中克隆CONSTANS(CO)的同源基因,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析基因的组织表达.[结果]从新海14号花后9d的纤维中克隆得到了一个棉花CO蛋白基因,命名为GbCO.GbCO cDNA的ORF为1 008 bp,编码335个氨基酸.序列分析表明GbCO和GhCO的相似性只有78.2;,棉花CO蛋白同蓖麻RcCO、苹果MaCO等亲缘关系较为接近.qRT-PCR结果表明,GbCO基因在棉花的根、茎、叶、花瓣等组织中均有表达,但在叶片中的表达相对较高.并且CbCO在棉花胚珠及纤维发育的起始和伸长阶段都有表达,在开花前1d和开花后5d的胚珠中表达量很高.GbCO基因的表达受到光周期的调节,在夜间表达量高于白天.[结论]GbCO基因可能在陆地棉的开花发育中起着重要的作用.     

紫杉二烯合成酶基因转化红豆杉内生真菌XT5的研究

[目的]研究紫杉二烯合成酶基因转化短叶红豆杉（Taxus brevifolia）内生真菌XT5的情况。[方法]采用土壤农杆菌介导法将来自红豆杉中的紫杉二烯合成酶基因转入红豆杉内生真菌XT5中,研究紫杉醇发酵产量。[结果]成功转化得到8株重组子,其中XT5-TS-2的紫杉醇含量得到了大幅提高,其最高产量为423.983 4μg/L,比原始菌株提高了53.19%,表明转化紫杉二烯合成酶基因能够有效提高紫杉醇产量。[结论]该研究可为提高红豆杉内生真菌发酵生产紫杉醇产量提供理论支持。     

小麦种子过氧化物酶基因wp1的克隆及在大肠杆菌中的表达

【目的】克隆小麦种子过氧化物酶基因wp1,并利用原核系统表达纯化。【方法】通过RT-PCR从小麦未成熟种子中扩增wp1基因cDNA,构建His-tag和MBP融合表达载体,并在大肠杆菌中进行表达。使用直链淀粉亲和层析获得MBP-WP1融合蛋白,并以ABTS为底物检测酶活性。【结果】获得的wp1基因cDNA编码一种358个氨基酸残基的蛋白产物,其序列与大麦BP1相似性高达89%;空间结构预测结果表明,小麦WP1属于第三类过氧化物酶,具有该家族成员典型的血红素和钙离子结合位点;His-Tag融合的WP1主要以包涵体形式存在,而MBP融合的WP1主要以可溶形式存在,表达量分别达到总蛋白的18.2%和34.6%;纯化获得的MBP-WP1融合蛋白可检测到过氧化物酶活性。【结论】使用原核系统可高效表达出可溶性的、具有部分活性的WP1蛋白。     

链霉菌高拷贝质粒pIJ101 DNA的研究 Ⅱ.在大肠杆菌中具有终止子活性片段的克隆和分析

在大肠杆菌的终止子探针载体pIJ667上,neo基因的正常表达可使寄主产生较强的卡那霉索抗性。然而,把链霉菌高拷贝质粒pIJ101上的BclⅠ片段克隆到这个载体的BglⅡ位点,使neo的结构基因与其启动子隔开所做的克隆试验显示,有两个插入片段,BclⅠ-A和BclⅠ-E,可以有效地终止neo基因的转录,使大肠杆菌寄主对卡那霉素呈现敏感。这两个片段在pIJ101的限制性内切酶图谱上已得到了定位,其活性区域的大小分别为2.9和1.19kb。把pIJ101衍生的小质粒pIJ350上BclⅠ片段克隆到pIJ667中,不仅进一步暗示出pIJ101 BclⅠ-A片段上终止子功能的存在,而且把这个区域缩小到1.32kb的范围内。此外,这些终止子活性的表达显示出明显的方向性。     

黑龙江省小麦白粉病菌毒性结构及毒力频率初步研究

2004年的研究结果表明,黑龙江省东部地区小麦白粉病菌群体中,V1、V3a、V3b、V3c、V3f、V5、V5(Mli)、V6、V7和V8频率较高(>93.6%);而V2、V4a、V21、V5 6、V2 Talent、V2 Mid、V2 6频率较低(<17.7%)。与以往的研究结果比较,该地区与本省其它地区的小麦白粉病菌群体结构基本相同。     

黑龙江省小麦白粉病菌毒性结构和毒力频率研究

经对黑龙江省不同地区小麦白粉病菌毒性结构和毒力频率研究表明,黑龙江省小麦白粉病菌具有基本相同的群体结构,其中V0、V1、V3a、V3b、V3c、V3f、V5、V5(Mli)、V7、V8为黑龙江省小麦白粉病菌的毒性基因,而V2、V5 6、V2 Talent、V2 Mid、V2 6毒力频率较低,因此,与之相对应的抗性基因Pm2、Pm5 6、Pm2 Talent、Pm2 Mid、Pm2 6,可作为黑龙江省抗小麦白粉病育种的抗源.