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.     

茉莉酸合成相关基因Spr2与LePrs在番茄抗根结线虫中的作用

 【目的】研究茉莉酸合成相关基因Spr2与LePrs对番茄抗根结线虫的影响，探讨茉莉酸在番茄抗根结线虫病中的作用。【方法】以番茄茉莉酸合成突变体spr2、茉莉酸过量表达转基因番茄35S::PS及野生型CM为试材，研究外源喷施茉莉酸甲酯及不同番茄试材相互嫁接对接种根结线虫后番茄根结数、蛋白质酶抑制剂PI-II表达及Spr2、LePrs基因转录水平的影响。【结果】番茄茉莉酸合成突变体spr2较野生型与茉莉酸过量表达转基因番茄35S::PS容易感染根结线虫，外源喷施茉莉酸甲酯降低了番茄根结数。以茉莉酸过量表达转基因番茄35S::PS为砧木，可以提高嫁接植株对根结线虫的抵抗能力。【结论】Spr2突变降低了番茄对根结线虫的抗性， LePrs过量表达可以提高植株对根结线虫的抗性。因此，茉莉酸在番茄抗根结线虫病中起到了一定的作用。     

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。     

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。     

茉莉酸甲酯和水杨酸对黄瓜根结线虫的防治

以黄瓜为材料,研究了根结线虫对内源茉莉酸和水杨酸含量的影响,并进行了初步的防治研究.结果表明,接种根结线虫后16 h,黄瓜叶片中的茉莉酸含量急剧上升,上升幅度为对照的8.2倍;水杨酸含量也有显著上升的趋势,并在侵染后24 h达到对照的5.02倍.田间试验表明, 50 mg·L-1茉莉酸甲酯和50 mg·L-1水杨酸混合溶液处理,能有效地防治黄瓜根结线虫病的发生,并使黄瓜产量增加27.85%.     

基于转录组测序番茄抗南方根结线虫相关基因的挖掘

【目的】筛选番茄抗南方根结线虫侵染相关基因,为其克隆及番茄抗病育种提供参考依据。【方法】用Illumina HiSeq~(TM)4000对南方根结线虫侵染和未侵染番茄抗性材料F5样本的转录组进行测序,基于差异表达基因本位数据库(GO)和Pathway显著性富集(KEGG)分析,挖掘参与抗南方根结线虫的相关基因。【结果】筛选到1116个差异表达基因,其中731个为上调基因,385个为下调基因,其功能归类于生物过程、细胞组分和分子功能三大类1830个条目,富集于94条KEGG代谢通路。差异表达基因的GO和KEGG分析结果表明,植物与病原互作相关的22个基因差异表达,其中18个抗性相关基因上调表达,上调表达明显的抗性基因包括12个Ca~+-CaM/CML信号相关基因(11个类钙调蛋白、1个钙调蛋白)、3个WRKY转录因子和1个环核甘酸门控离子通道蛋白。【结论】Ca~+-CaM/CML信号、WRKY转录因子和环核甘酸门控离子通道是番茄抗性材料F5对南方根结线虫抗性反应的重要机制,可作为深入探索根结线虫与番茄互作及挖掘番茄关键抗性相关基因的参考依据。     

Hsp90基因在南方根结线虫和番茄中的表达研究

Hsp90基因是真核生物中广泛存在且非常保守的热激蛋白基因家族中的重要成员,在生物的抗逆胁迫过程中起重要作用.从番茄基因组扩增Hsp90基因,连接到载体pCAMBIA1302上,构建了表达载体pCAM-Hsp90,利用实时定量荧光技术检测了番茄接种南方根结线虫后Hsp90基因的表达水平,结果表明:在20～25dpi后番茄根部SI-Hsp90基因大量表达.此外,南方根结线虫的雌虫和二龄幼虫J2的Mi-Hsp90基因在高温和低温胁迫时表达量都高于对照,而且在35℃时表达量要高于4℃时的表达量,在J2中的表达量高于雌虫的表达量.说明Hsp90基因在番茄抗线虫侵染以及线虫适应环境方面起到非常重要的作用.南方根结线虫J2在35℃高温下Hsp90的高表达使其能够保持较高的活力并侵染番茄的根部,从而使南方根结线虫更适合在较高温度下生存.本试验进一步证明热激蛋白在番茄抗线虫侵染和线虫对环境的适应性过程中起到重要作用,同时为利用生态控制的方法防治根结线虫病害提供理论依据.     

拟南芥突变体jar1的鉴定及其MeJA感受性分析

为了研究JAR1 (At2g46370)基因在茉莉酸调控机制中的作用,从拟南芥生物资源中心获得JAR1基因的T-DNA插入突变体jar1 (SALK_030821),对突变体中T-DNA插入位点和突变纯合性进行检测,筛选出纯合的jar1突变体。通过qRT-PCR检测jar1突变体中JAR1基因的表达水平,并进行茉莉酸敏感性实验,观察jar1幼苗在含有茉莉酸甲酯的培养基的生长情况。结果表明:纯合突变体中JAR1基因的表达量明显下降,仅为野生型植株的41. 2%; jar1幼苗对茉莉酸甲酯的敏感性显著下降。     

茉莉酸不同方式处理水稻对稻瘟病的防控效果 及对水稻防御体系的影响

[目的]分析外源茉莉酸喷雾处理水稻后对水稻防御系统的影响,为深入开展茉莉酸在稻瘟病菌与水稻互作中的作用机制研究提供参考依据.[方法]将茉莉酸以两种方式处理水稻:将100和400μmol/L茉莉酸分别预先喷雾于水稻叶片上,6 h后再接种稻瘟病菌株孢子;用100和400μmol/L茉莉酸制备稻瘟病菌株孢子悬浮液直接喷雾接种水稻,调查水稻稻瘟病发病症状及实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测水稻防御相关基因的表达.[结果]分别用100和400μmol/L茉莉酸预先喷雾水稻6 h后再接种稻瘟病菌株孢子的诱抗效果分别为16.02%和25.51%;而以100和400μmol/L茉莉酸制备稻瘟病菌株孢子悬浮液直接喷雾水稻的诱抗效果分别为21.82%和34.09%.qRT-PCR检测发现受侵染水稻防御相关基因均有不同程度的上调或下调表达.与接种前(0h)相比,在茉莉酸预先喷雾水稻后再接种稻瘟病菌孢子的水稻和茉莉酸制备孢子悬浮液直接接种的水稻中病程相关基因PR1a在稻瘟病菌侵染水稻早期表达量有所上调、侵染后期表达量下调,病程相关基因PR10a的表达量上调;水杨酸途径相关基因EDS1和PAL在稻瘟病菌侵染水稻的整个进程中一直处于较低的表达水平;茉莉酸途径相关基因AOS2的表达量显著上调(P<0.05).[结论]水稻病程相关基因及茉莉酸途径相关基因参与了水稻防御体系对外源茉莉酸的响应.     

番茄品种Mi基因对根结线虫抗性的检测

采用酶切扩增多态性序列(Cleaved amplified polymorphic sequences,CAPS)方法对国内市场上的26个番茄Solanum lycopersicum品种进行Mi基因检测.结果表明,特璐丝、红丽、TRS-401、仙客1号和仙客5号5个品种含有纯合体Mi基因,其余品种均不含Mi基因.进一步用南方根结线虫Meloidogyne incognita和象耳豆根结线虫M.enterolobii对这26个品种进行接种试验,计算根结率和根结指数.结果发现,南方根结线虫和象耳豆根结线虫侵染不含Mi基因的21个番茄品种的根结率为100%,根结指数为100;而含Mi基因的5个番茄品种对南方根结线虫的根结率为1%~5%,根结指数为0~4,而对象耳豆根结线虫的根结率为26.7%~45.6%,根结指数为56~64.表明含Mi基因的番茄高抗南方根结线虫,但对象耳豆根结线虫感病或比较感病.     

根结线虫诱导巨型细胞形成关键启动子的定位

为了找到根结线虫诱导的烟草根结内特异性强启动的启动子和了解巨型细胞被诱导形成的分子机理,用无启动子的报告基因(GUS)及旁边的Ds转座子,分离烟草根结内巨型细胞特意启动子.将p13DGUTs转烟草叶片,获得了转基因植株.通过根结线虫感染盆载转基因烟草后,分别检测根系、叶的报告基因的表达情况.结果显示,从转基因植株中筛选到只在根结巨型细胞内表达的转基因植株.     

山海关杨PdERF-18转录因子的表达特征分析

对一个溃疡病茼Botryosphaeria dothidea胁迫相关的山海关杨Populus deltoides‘Shanghaiguan’乙烯反应因子（ethylene responsive factors,ERFs）基因——PdEh’F-18基因的系统发育、编码产物结构以及多种胁迫下的表达模式进行了分析。结果表明：PdERF-18基因编码产物属于ERF转录因子家族B-6类群,具有植物ERF转录因子的典型结构,但它与转录调控功能密切相关的AP2／ERF结构域第19位氨基酸位点发生替换,推测PdERF-l8基因可能具有不同于其他典型ERF转录因子的功能;实时定量分析表明：溃疡病茼、根癌农杆茼Agrobacteriumtumefaciens（Rhizobiumradiobacter）,脱水、机械胁迫、盐胁迫和高温处理、莱莉酸以及水杨酸处理均可诱导Pr,ERFl8基因的上调表达。其中溃疡病茼与莱莉酸处理以及根癌农杆茼与水杨酸处理下,杨树Pr／ERF-18基因分别具有相似的表达特征,显示溃疡病茼、根癌农杆茼侵染的信号转导可能分别与莱莉酸／乙烯途径、水杨酸信号传导途径有关。Pr,ERFl8基因可以对多种非生物、生物胁迫产生响应,Pr／ERF-18基因有可能作为一种新的遗传资源而应用于杨树抗性遗传改良。图4参30     

线敌植物活化炭对香蕉根结线虫的防治效果试验

为检验线敌植物活化炭对香蕉根结线虫的防治效果,2008年5-9月在南宁市西乡塘区坛洛镇进行了线敌对香蕉根结线虫病的防治试验。结果显示,每株香蕉树使用线敌植物活化炭200-300g,对香蕉根结线虫的防效可达91.41%,比当地常规用药线猛的防效提高了20.56个百分点,与空白对照相比差异达显著或极显著水平。表明线敌植物活化炭对香蕉根结线虫病有较好的防治效果,可以在香蕉生产上推广应用。     

辣椒抗南方根结线虫基因的定位及标记辅助选择

用对南方根结线虫具有稳定抗性的辣椒材料09C649与感病材料09C108杂交并构建F2分离群体,遗传分析表明,09C649中对南方根结线虫的抗性由一对显性基因控制,将其暂命名为Me8。用236对SSR标记、1对SCAR标记、1对SSCP标记、8对EST-SSR标记及2对COSII标记对Me8进行基因定位。该基因被定位在辣椒第9号染色体上,与其距离最近的4个标记SSCP_B322、COS710、SCAR₃15和COS970,分别与该基因相距0、0.1、1.3和3.3cM。抗南方根结线虫基因N、Me1、Me3及Me7也都位于这一染色体区域,因此这4个分子标记可运用于对目前已发现的所有抗南方根结线虫基因的辅助选择中。用标记SCAR₃15对37份辣椒材料进行辅助选择,结果表明标记鉴定结果与抗性鉴定结果具有高度的一致性。     

新疆野生樱桃李抗根结线虫相关基因片段的克隆与表达分析

为选育抗根结线虫的李属砧木,以新疆野生樱桃李(Prunus sogdiana)扦插苗为试验材料,对其接种南方根结线虫(Meloidogyne incognita),从中筛选出12株抗病植株。根据已知的抗根结线虫基因的NBS-LRR保守结构域设计简并引物,并以抗病植株的DNA和cDNA为模板对抗根结线虫同源基因序列进行扩增。获得6个抗根结线虫同源基因片段,依次命名为psoRPM1、psoRPM2、psoRPM3、psoRPM4、psoRPM5和psoRPM6,GenBank登录号为:HM593974、HM593975、HM593970、HM593971、HM593972和HM593973。其中前4个基因片段与桃、甜樱桃、酸樱桃以及樱花中的抗病基因的同源性高达90%以上。基因序列分析表明,这6个基因片段均具有典型的NBS保守结构域。根据其氨基酸序列的特点,推断这6个基因片段均属于non TIR-NBS-LRR型抗病基因。RT-PCR表达分析结果显示,psoRPM1和psoRPM6在接种南方根结线虫12和24 h后表达量显著增加,预示着这2个基因片段可能参与了樱桃李对根结线虫的识别和防御过程。本研究在樱桃李中克隆出...     

几种杀线剂对南方根结线虫的田间药效试验

[目的]测定8种药剂对广西不同地区不同作物南方根结线虫的田间防效,并探讨其中高效药剂在不同地区、不同作物上药效的稳定性,为生产上推广应用提供依据.[方法]采用沟施、灌根的施药方式,测定噻唑磷、阿维菌素、厚壁孢轮枝菌、丁硫克百威、辛硫磷、线虫净、毒死蜱及甲维盐等8种药剂对广西不同地区香蕉、甘蔗、番茄、黄瓜、西瓜、烟草等作物南方根结线虫的田间防效.[结果]10%噻唑磷颗粒剂和0.2%甲维盐乳油对南方根结线虫的防效最好,平均防效分别达到86.16%和85.24%,且在不同地区、不同寄主作物上表现良好的稳定性;其次是1.8%阿维菌素乳油和5%丁硫克百威颗粒剂,防效分别为81.47%和77.26%;传统防治药剂50%辛硫磷乳油、5%线虫净颗粒剂、15%毒死蜱也有一定的杀线虫活性,防效在70%左右;生防菌剂5%厚壁孢轮枝菌粉剂的防效较差,平均为50.97%.[结论]噻唑磷、甲维盐、阿维菌素和J硫克百威对不同地区不同作物南方根结线虫均有较好的防效,4种药剂均可在生产上推广应用.     

桃嫩枝扦插不定根发育的分子机制

利用高通量测序技术对桃砧木‘GF677’生根发育的4个时期进行转录组测序和数据分析，为阐明桃不定根发育的分子机制奠定理论基础。以扦插后0(对照)、7(激活期)、14(愈伤形成期)、21(不定根形成期)、28 d(不定根伸长期)插穗基部的韧皮部为材料进行RNA-sep测序并研究其生根机理。结果表明，生根过程中不同时期共鉴定出25 656个差异表达基因，其中上调13 166个，下调12 490个。GO功能注释表明，差异表达基因主要富集在代谢过程、细胞过程、细胞、细胞组分、细胞器黏合物和催化活性等代谢途径中。KEGG富集结果显示，差异表达基因主要响应糖酵解、半胱氨酸和蛋氨酸、精氨酸和脯氨酸、核糖体和氨基酸生物合成。应用实时荧光定量qRT-PCR对主要通路的15个DEGs表达模式进行验证，其中13个基因表达水平的变化与转录组基因丰度的变化基本一致，表明转录组数据具有较高的可靠性。总之，糖酵解通路关键基因显著上调，参与激活期的能量补给；蛋氨酸代谢通路诱导基因的表达，参与韧皮部维管组织的分化与形成；精氨酸代谢激活NOS基因的表达，有利于NO的传递，实现根源信号向地上部的运输，进而调控桃的不定根发育...     

橡胶树乳管HbPMP1基因的克隆与表达分析

过氧化物酶体膜蛋白PMP是ABC转运蛋白ABCD亚家族蛋白之一．存在于过氧化物酶体膜上。研究表明．拟南芥中的ABCD亚家族ABC转运蛋白AtABCD1主要通过参与部分物质运输进入过氧化物酶体．其中包括茉莉酸合成的前体OPDA。本研究通过RACE技术克隆了一个ABCD亚家族ABC转运蛋白基因HbPMP1．并进行表达分析。结果表明：HbPMP1全长4011bp．编码1337个氨基酸残基,其表达产物与拟南芥AtABCDl有较高的相似性（氨基酸一致性为78％）：该基因在伤害及外源茉莉酸诱导下呈上调表达．推测其可能参与内源茉莉酸合成相关物质时的运输．