细菌鞭毛素对植物免疫防卫反应及其信号机制的激发

细菌鞭毛素(flagellin)是一类可以诱导寄主植物细胞发生防卫反应的病原物相关分子模式(PAMP)因子,其活性位点是被称为flg22的N 末端保守的22个氨基酸多肽,植物体内与其结合的模式识别受体是FLS2。flg22可以诱导植物细胞发生活性氧(ROS)的猝发、细胞培养介质碱化、一氧化氮(NO)的产生,胼胝质沉积以及MAPK级联反应、防卫基因表达等多种防卫反应。本文结合本室有关水稻白叶枯病菌的研究结果,综述近年来国内外在鞭毛素诱导植物防卫反应研究领域的最新研究进展。     

植物寄生线虫效应蛋白调控寄主防卫反应分子机制研究进展

在植物寄生线虫与寄主互作过程中,线虫分泌器官如食道腺细胞分泌的效应蛋白在寄主细胞壁修饰和调控寄主免疫反应以及取食位点形成和维护中发挥着关键作用。解析植物寄生线虫关键效应蛋白的功能及其与寄主互作机制将为探索植物寄生线虫防控新策略提供重要的理论基础。本文从效应蛋白降解寄主细胞壁、调控寄主基础免疫反应、诱导免疫反应机制和介导翻译后修饰调控寄主免疫反应以及植物激素代谢途径的调控机制等方面进行了概述。     

植物寄生线虫效应蛋白调控寄主防卫反应分子机制研究进展

 在植物寄生线虫与寄主互作过程中,线虫分泌器官如食道腺细胞分泌的效应蛋白在寄主细胞壁修饰和调控寄主免疫反应以及取食位点形成和维护中发挥着关键作用。解析植物寄生线虫关键效应蛋白的功能及其与寄主互作机制将为探索植物寄生线虫防控新策略提供重要的理论基础。本文从效应蛋白降解寄主细胞壁、调控寄主基础免疫反应、诱导免疫反应机制和介导翻译后修饰调控寄主免疫反应以及植物激素代谢途径的调控机制等方面进行了概述。     

沉默转录因子OsERF7提高水稻对褐飞虱和白背飞虱的抗性

为了解植物中特有的转录因子乙烯响应因子(ethylene responsive factor,ERF)在植物诱导抗虫反应中的作用,通过克隆1个水稻ERF转录因子基因OsERF7,并结合分子生物学、反向遗传学及生物测定,探究其在水稻防御褐飞虱Nilaparvata lugens和白背飞虱Sogatella furcifera为害过程中的作用。结果显示,机械损伤处理与褐飞虱产卵雌成虫为害均能在中后期诱导OsERF7的表达。沉默OsERF7能显著降低水稻上褐飞虱及白背飞虱卵的孵化率,并延长褐飞虱卵的发育历期;与野生型水稻相比,褐飞虱和白背飞虱在沉默突变体品系R1和R30上的卵孵化率分别只有野生型水稻上的62.5%～68.3%和68.0%～76.0%,褐飞虱卵的发育历期则延长0.37～0.45 d。沉默OsERF7不影响褐飞虱产卵雌成虫为害诱导的水稻防御相关信号分子—茉莉酸(JA)、水杨酸(SA)、乙烯(ET)和过氧化氢(H_2O_2)的含量。表明转录因子OsERF7作用于防御相关信号途径的下游,并且负调控水稻对褐飞虱和白背飞虱的抗性。     

PstVosA1转录因子基因在调控小麦条锈菌耐高温反应中的生物学功能分析

 小麦条锈病是典型的冷凉生态区气传真菌病害,病原菌在越夏易变区(即秋季菌源基地)的越夏情况决定了冬季繁殖区条锈菌的初侵染菌源。小麦条锈病的发生流行极易受到温湿度关键气象因子的影响。近年来的调查研究发现,我国小麦条锈菌越夏海拔下限逐年下降,且越夏区范围进一步扩大,说明条锈菌耐高温胁迫能力增强,给未来小麦条锈病流行规律研究及制定防治策略带来了全新挑战。真菌特有的Velvet转录因子家族中VosA基因参与了真菌生长发育和次生代谢的调控,但关于该转录因子在条锈菌耐高温性中的作用却知之甚少。实时荧光定量PCR分析发现,温度敏感菌系蓬9和耐高温菌系A4在侵染寄主过程中PstVosA1基因均受高温胁迫诱导表达,但耐高温菌系PstVosA1相对表达水平明显高于温度敏感菌系蓬9。利用寄主诱导的基因沉默技术(HIGS)沉默小麦条锈菌耐高温菌系A4中的PstVosA1基因能显著降低在高温(21℃)接种条件下的平均发病严重度、孢子堆密度和生物量。研究结果说明PstVosA1基因正调控小麦条锈菌耐高温胁迫反应过程,增加该基因的表达水平,有利于增强小麦条锈菌耐高温性。     

植物病毒基因沉默抑制因子研究进展

RNAi是近年来发现的一种重要的基因沉默现象,可以介入植物的整体防御体系,在植物细胞中产生一种不确定的流动信号,使远距离组织的特异RNA序列得到降解。为利于病毒的侵染,植物、动物和昆虫的病毒同时也编码一种蛋白来对抗RNAi,这类蛋白可以抑制RNA沉默的各个步骤,称为RNAi抑制因子,本文对几个研究较清楚的植物病毒抑制因子,从其发现到主要特点、作用机制等方面进行了阐述,并且依据其特点及前景进行归类与展望。     

叶绿体介导的植物抗病毒防卫反应及病毒的反防御机制研究进展

植物拥有复杂且精密的免疫系统以识别并应对各种病原物的侵染, 保护自身免受侵害。叶绿体作为高等植物特有的细胞器, 不仅能通过光合作用为细胞提供碳源和能量, 还是植物细胞内活性氧、钙离子信号、水杨酸和茉莉酸等免疫分子产生的重要场所。近年来, 越来越多的研究表明, 叶绿体介导的免疫反应在抵抗植物病毒侵染过程中发挥了重要作用。本文综述了叶绿体免疫反应在抵抗病毒侵染过程中的作用及病毒如何通过与叶绿体互作来抑制叶绿体免疫反应, 展望了该领域未来的研究方向。     

8个WRKY转录因子在水稻叶片生长和抗病过程中的表达分析

 WRKY是植物体内最大的转录因子家族之一, 其成员在植物生长发育和抗逆过程中发挥重要作用。为了解水稻WRKY的功能, 本研究利用蛋白质免疫印迹(western blotting, WB)技术, 检测了8个WRKY转录因子在水稻叶片生长和Xa21介导的抗白叶枯病过程中的表达丰度变化。结果表明:OsWRKY12、43、55和86在苗期表达量较低, 随叶片的生长表达逐步增加;OsWRKY50和84在苗期叶片中的表达量相对较高, 成熟期下降;未检测到OsWRKY40/64和52在叶片中的表达。在Xa21介导的白叶枯病抗性反应中, OsWRKY40/64、50和52受白叶枯病菌诱导表达, OsWRKY84受侵染后表达量上调, OsWRKY12、43、55和86在抗病过程中没有检测到表达丰度的变化。进一步比较这些转录因子在抗、感和对照(Mock)反应中的表达, 发现抗、感反应间蛋白质的表达变化是相似的。研究结果提示:OsWRKY12、43、55和86可能在叶片正常生长中发挥作用;OsWRKY40/64和52可能在水稻-白叶枯病菌互作过程中发挥作用;OsWRKY50和84则在叶片生长和抗白叶枯病过程中都有一定的功能。     

转录组测序及其在植物病原菌、植物与真菌互作研究中的应用与进展

转录组测序(RNA sequencing,RNA-seq)技术是用来分析动态转录组的重要工具。RNA-seq生成的数据不仅可以量化基因表达,还有助于发现新的转录本、识别选择性剪接基因和检测等位基因特异性表达。本文主要综述了RNA-seq的技术步骤及工作原理,并介绍了其在植物病原菌及植物与真菌互作研究中的应用与进展。     

WRKY转录因子在烟草受CMV侵染和激素处理中的表达模式初步分析

WRKY转录因子在调控植物抵抗病原菌的侵染中发挥重要作用,但是,目前为止还没有WRKY转录因子在烟草抗CMV中调控机理的研究。本研究检测了感病品种‘K326’和抗病品种‘TT8’在接种CMV后其WRKY1、WRKY2、WRKY4和WRKY11的表达情况。结果显示,CMV侵染后‘TT8’中4个WRKY转录因子表达量均有大幅上升;而‘K326’中WRKY2、WRKY4和WRKY11的表达量与CMV侵染前无显著差异,WRKY1表达量则大幅下降。幼苗经外源激素(水杨酸、茉莉素、乙烯)处理后用RT-PCR检测,结果表明,‘K326’和‘TT8’中WRKY转录因子对外源激素的诱导响应比较复杂多样,但总体表现为在‘TT8’中WRKY1、WRKY2和WRKY4会受到乙烯和茉莉酸的诱导,但在‘K326’中转录因子的表达未受明显诱导。     

蚜虫唾液主要成分及其在寄主和害虫互作中的作用

刺吸式害虫唾液里的某些成分通常是植物诱导反应中一些共有的或特异性诱导信号物质。本文综述了蚜虫取食、唾液的主要成分和取食诱发的植物防御信号传导途径,例如水杨酸途径、茉莉酸/乙烯途径,以及唾液诱导使植物防御因子上调效应的分子检测方法;同时还展望了蚜虫唾液研究的应用前景。     

染色质重塑及其参与植物病害防御应答的研究进展

转录相关因子与特异DNA位点结合受染色质空间构象变化的调节,通过染色质重塑机制可以解除染色质高度紧密的折叠状态,改变组蛋白与DNA链间的作用力,控制基因的表达与沉默。ATP依赖的染色质重塑复合物、组蛋白的乙酰化/去乙酰化和甲基化/去甲基化共价修饰等是染色质修饰的主要类型,植物能通过染色质重塑复合物和组蛋白修饰酶复合物直接或间接介导的染色质重塑作用调控防御基因的转录,控制植物对病原体侵染的防御应答。本文结合近年来的研究进展,对植物染色质重塑如何调控防御相关基因的表达及病原体蛋白T3SEs、6b和VirE等如何利用染色质重塑干预植物防御系统的分子机制进行了论述。     

德国植物保护方面重要的法律法规

植物是地球表面绿色覆盖的基本单位，植物需要保护，植物保护法律法规为植物保护提供了保证。本文简要又全面地介绍了现行适用的德国植物保护法以及和植物保护有关的法律法规，以期在我国的相关法律法规的建设中起到参考作用。     

柑橘粉虱对柑橘叶片及其挥发物的行为反应

通过Y型嗅觉仪比较了7类14个不同品种的柑橘对柑橘粉虱引诱力的差异,采用顶空固相微萃取和气质联用(GC-MS)分析其中3个品种柑橘叶片挥发物成分,并测定柑橘粉虱对其中的10种挥发物单体标样在10-2、10-4、10-6、10-8g/mL浓度下的行为学反应,以期明确植物挥发物在柑橘粉虱寄主定位中的作用。结果显示,供试的14个柑橘品种中南丰蜜橘对柑橘粉虱引诱作用最强,HB柚最弱。被检测出的37种挥发物单体中的主要成分是烃类、醇类化合物,被测3个品种共有的挥发物有9种。在被测的10种挥发物单体中,引诱作用最强的是浓度为10-8g/mL的γ-松油烯和浓度为10-4g/mL的R-(+)-柠檬烯。研究表明,柑橘叶片中的挥发性气味对柑橘粉虱的寄主选择有重要影响,而且挥发性气味的化合物组成及其相对浓度影响其引诱效果。     

长白山植物群落谱系结构及环境因子对其的影响

以往在长白山植物群落生态学的研究中极少考虑物种间的亲缘关系。由物种亲缘关系所度量的群落谱系结构可以反映进化与生态过程对群落结构的影响,因而可以从全新的角度来了解群落构建的成因。文中研究以长白山76块样地为基础,分析了群落的谱系结构以及环境因子对其所造成的影响,结果显示:各样地、各群落类型均表现出一定的谱系结构,表明长白山植物群落构建过程主要是受生态位机制的作用;海拔、林分郁闭度、坡度及土壤腐殖质厚度与谱系结构存在显著的相关性。进一步将群落谱系结构结合环境因子的分布状态进行分析可以推测,环境压力作为生境过滤的形式是高山苔原以及岳桦林群落构建的最主要驱动力;干扰与环境压力对低海拔阔叶林群落构建起到重要作用;环境压力的缺失使得竞争作用放大,这成为决定阔叶红松林群落结构的主要方面。