施氮量对水稻叶瘟菌侵染循环中主要组分的影响

在人工气候室内进行了施氮量对稻瘟侵染过程主要环节影响的定量试验。结果表明,施氮量对稻瘟菌侵染、病斑扩展及产孢均有不同程度的影响,其中,侵染几率所受影响最大,其次为病斑扩展及产孢,潜育期基本上不受影响。试验还发现,稻瘟侵染、产孢和病斑扩展各组分对氮量均有最适要求,当施氮量超出它们的最适范围后,将不再有利于各组分的发展。以上结果均用数学模型进行了描述,揭示了侵染循环各组分与施氮量间关系及警戒氮量在稻瘟流行学上的意义。     

AtEDR1介导拟南芥对稻瘟菌的抗性(英文)

 稻瘟菌(Magnaporthe oryzae)是一种半腐生病原菌,该病原菌可以侵染水稻,产生稻瘟病。对于水稻与稻瘟菌的互作机制,人们已经进行了大量的研究。然而,鉴于水稻基因组相对较大且稻瘟菌生理小种众多,致使研究进展缓慢。本研究通过将稻瘟菌生理小种Y34侵染拟南芥生态型Col-0,发现Y34可以感染Col-0,从而建立Y34-拟南芥互作模型,用以探究Y34与抗白粉突变体edr1的关系。结果显示,edr1比Col-0对于稻瘟菌更敏感。之前有研究表明,降低SA含量的突变体(pad4,sid2,nim1)均可抑制edr1相关表型。接种Y34于edr1与pad4、sid2、nim1形成的双基因突变体发现,所有双突变体的感病性比edr1单突均明显降低。推测EDR1可能在拟南芥抗稻瘟菌方面起一定正调控作用,且其作用依赖于SA途径的相关基因。     

效应蛋白MoUPE4参与调控稻瘟菌致病力

稻瘟菌(Magnaporthe oryzae)引起的稻瘟病是水稻上最重要的病害之一。效应蛋白作为一类重要的致病因子,在稻瘟菌与水稻的互作过程中起着重要作用;但目前鉴定的效应蛋白大多为经典分泌蛋白。在前期工作中,本研究室利用Shotgun质谱技术建立了稻瘟菌分泌蛋白质组数据库。其中,一个未表征的分泌蛋白(DUF967 domain-containing protein,命名为MoUPE4)被预测为候选效应子,其不含信号肽,属于非经典的分泌蛋白。本研究利用qRT-PCR、农杆菌介导的烟草瞬时表达、基因过表达、生物学表型、致病性测定等方法,对MoUPE4功能进行了分析。结果表明,MoUPE4基因的表达水平在稻瘟菌侵染水稻早期显著上调。在农杆菌介导的烟草瞬时表达试验中,MoUPE4能抑制由BAX引起的烟草叶片细胞坏死反应和H₂O₂积累。与稻瘟菌野生型菌株相比,过表达菌株OE-MoUPE4在菌落生长、对胁迫因子的敏感性、产孢量、分生孢子形态、分生孢子萌发、附着胞形成等方面都没有明显变化,但对水稻的致病力显著上升,在水稻植株内的真菌生物量明显增加。上述结...     

稻瘟菌CYP51蛋白表达、纯化及其与抑制剂的复合体的结晶条件筛选

为阐明稻瘟菌Magnaporthe oryzae甾醇14α-脱甲基酶（sterol 14α-demethylase，CYP51）与抑制剂的互作机制，首先通过分子生物学软件预测并分析稻瘟菌CYP51蛋白的跨膜域、二级结构以及氨基酸序列保守性，对CYP51蛋白的氮端跨膜域序列进行截除处理并以此构建蛋白表达质粒；其次对表达质粒进行原核表达，并使用亲和层析、酶切、透析和凝胶过滤层析等多种蛋白纯化手段得到目的蛋白；最后利用坐滴法对CYP51蛋白与抑制剂的复合体的结晶进行筛选。结果表明，稻瘟菌CYP51A和CYP51B蛋白均有两段跨膜域，在不破坏CYP51蛋白底物和抑制剂结合区域的前提下，将稻瘟菌CYP51A蛋白氮端1~100位氨基酸以及稻瘟菌CYP51B蛋白氮端1~110位氨基酸截除，构建蛋白表达质粒pET28a-His6-MBP-TEV-CYP51A和pET28a-MBP-TEV-CYP51B-His6。经原核表达与多种纯化方法成功获得质量佳且纯度高的稻瘟菌CYP51A和CYP51B-His6单体蛋白，并分别与氯氟醚菌唑、烯唑醇及戊唑醇等抑制剂孵育获得复合体，稻瘟菌CYP51B蛋白与烯唑醇复合体在0.1 mol/L酒石酸钾钠、0.1 mol/LTris-HCl （pH 8.5）、0.4 mol/L水合硫酸镁结晶条件下长出晶体。     

OsDCL1基因沉默突变体诱导稻瘟病抗性的转录组分析

稻瘟病是严重危害水稻生长的真菌病害,每年给水稻生产带来重大经济损失。与野生型日本晴NPB相比,OsDCL1基因沉默突变体增强了水稻对稻瘟菌的广谱抗病性。为了解水稻OsDCL1-RNAi突变体的抗病机制,我们分析和比较了它和野生型日本晴NPB在稻瘟菌侵染前后转录组水平的变化。响应稻瘟菌侵染的7 129个差异表达基因(DEGs)中,NPB和OsDCL1-RNAi突变体分别有5 382和5 180个基因表达发生了变化,参与生物胁迫反应、信号通路、蛋白代谢和RNA调控4个通路的基因明显被富集。以野生型未受稻瘟菌侵染的基因表达为对照,在OsDCL1-RNAi突变体中共发现1 318个DEGs,且超过70%是上调的,其中很多基因参与了生物胁迫反应(26.9%)和信号通路(11%),上调表达基因中与生物胁迫反应相关的主要为PR基因和细胞壁相关基因。另外,还发现10个茉莉酸相关基因和11个水杨酸相关基因分别在OsDCL1-RNAi突变体中显著下调和上调表达。在OsDCL1-RNAi突变体中还发现WRKY和MYB等一些转录因子家族以及部分受体类激酶被诱导表达。用qRT-PCR方法验证部分差异表达的基因,其结果与DEGs基本一致。OsDCL1-RNAi突变体中转录组变化的分析,为深入了解该突变体抗瘟性增强的机制奠定了基础。     

露温露时和施氮量对稻瘟菌侵染的多元影响及其建模

在人工气候室条件下研究了露温(DT),露时(DP),和施氮量(N)对稻瘟菌侵染的综合影响。发现这三个因子及其互作对侵染均有明显的作用,在供试条件和范围内,其作用大小为DP>DT>N>DP×DT>DT×N>DP×N>DP×DT×N。并得出了侵染的适合条件范围。本文首次在稻瘟侵染的研究中应用了侵染几率的概念,组建了侵染几率因气象和栽培因子而变的预测式。     

露温露时和施氮量对稻瘟菌侵染的多元影响及其建模

 在人工气候室条件下研究了露温(DT),露时(DP),和施氮量(N)对稻瘟菌侵染的综合影响。发现这三个因子及其互作对侵染均有明显的作用,在供试条件和范围内,其作用大小为DP > DT > N > DP×DT > DT×N > DP×N > DP×DT×N。并得出了侵染的适合条件范围。本文首次在稻瘟侵染的研究中应用了侵染几率的概念,组建了侵染几率因气象和栽培因子而变的预测式。     

水稻悬浮细胞中稻瘟菌激发子诱导性受体类似激酶cDNA的克隆及特征分析

 采用改进的差异显示方法由稻瘟菌激发子处理的水稻悬浮培养细胞中得到7个诱导表达的蛋白激酶cDNA片段。为获得这些蛋白激酶的编码全长序列,构建了稻瘟菌激发子处理的水稻细胞cDNA文库。以上述一个cDNA片段作为探针筛选文库,得到一个含有完整阅读框的cDNA克隆OsEPK1分析OsEPK1的推定氨基酸序列的结果表明:它由N端信号肽、胞外区域、跨膜结构和胞内蛋白激酶结构域等几部分组成,可能为一受体类似蛋白激酶。对比OsEPK1与其它植物受体类似蛋白激酶在胞外区域的相似性,结果显示OsEPK1与小麦叶锈激酶家族同源性较高,推测它们可能属于同一类植物受体类似蛋白激酶。此外,northern杂交显示,OsEPK1可由稻瘟菌激发子迅速瞬时诱导,因而它的诱导可能也是水稻对稻瘟菌侵染做出的一种早期防卫反应。     

水稻悬浮细胞中稻瘟菌激发子诱导性受体类似激酶cDNA的克隆及特征分析

采用改进的差异显示方法由稻瘟菌激发子处理的水稻悬浮培养细胞中得到７个诱导表达的蛋白激酶 ｃＤＮＡ 片段。为获得这些蛋白激酶的编码全长序列,构建了稻瘟菌激发子处理的水稻细胞ｃＤＮＡ 文库。以上述一个 ｃＤＮＡ 片段作为探针筛选文库,得到一个含有完整阅读框的 ｃＤＮＡ 克隆ＯｓＥＰＫ１。分析ＯｓＥＰＫ１的推定氨基酸序列的结果表明：它由Ｎ 端信号肽、胞外区域、跨膜结构和胞内蛋白激酶结构域等几部分组成,可能为一受体类似蛋白激酶。对比 ＯｓＥＰＫ１与其它植物受体类似蛋白激酶在胞外区域的相似性,结果显示ＯｓＥＰＫ１与小麦叶锈激酶家族同源性较高,推测它们可能属于同一类植物受体类似蛋白激酶。此外,ｎｏｒｔｈｅｒｎ 杂交显示,ＯｓＥＰＫ１可由稻瘟菌激发子迅速瞬时诱导,因而它的诱导可能也是水稻对稻瘟菌侵染做出的一种早期防卫反应。     

辽宁省稻瘟病菌对稻瘟灵的敏感性监测

 利用菌丝生长速率法,测定了自辽宁省主产稻区2009-2010年分离的87株稻瘟病菌对稻瘟灵的敏感性。结果表明,稻瘟灵的抑制中浓度EC₅₀值为0.35~7.01 μg/mL,敏感性差异达20倍;且2009年稻瘟病菌对稻瘟灵的敏感性高于2010年。根据野生敏感型病原群体对药剂敏感性呈正态分布的原理,辽宁省稻瘟病菌对稻瘟灵的敏感性基线定为(1.77±0.80)μg/mL,辽宁省主要稻区均有抗稻瘟灵菌株出现,除2010年在铁岭稻产区监测到1株中抗菌株外,大部分稻瘟病菌株都表现为低抗水平。稻瘟病菌不同生理小种群对稻瘟灵的敏感性无明显差别。     

一种新的水稻植保素的诱导、纯化及特性研究

 通过高效液相色谱分析,在非亲和性稻瘟菌侵染48小时后的水稻叶片中,检测出了特异性诱导的抗菌性物质RF2及P2。经过氯仿-甲醇-水的混合溶剂抽提、两次硅胶吸附柱层析、正相及反相高压液相色谱等步骤纯化了P2。纯化的P2在苯-乙酸乙酯(31)和氯仿-乙醇(973)中的TLC迁移率分别为0.35和0.86,并在200~300nm紫外范围有两个吸收峰,其最大吸收波长为222nm。该物质对稻瘟菌等植物病原真菌的孢子萌发和菌丝生长有较强的抑制作用。经过比较分析,我们认为它是一种尚未报道的水稻植保素。     

Transgenic rice plants that over-express the mannose-binding rice lectin have enhanced resistance to rice blast

Mannose-binding rice lectin (MRL), which is almost identical to the salt-induced protein SalT, binds to mannose and glucose residues. Expression of the MRL gene in response to infection with Magnaporthe oryzae, the rice blast fungus, was stronger in the incompatible interaction than in the compatible. Transgenic rice plants that constitutively over-expressed MRL strongly suppressed the growth of invasive hyphae of the fungus on leaf sheaths and the development of typical susceptible-type lesions on leaf blades, but did not affect penetration by the fungus in comparison with the wild-type. On a polycarbonate plate, purified recombinant MRL inhibited conidial attachment and appressorium formation but not conidial germination. These results suggest that MRL may play an essential role in disease resistance by suppressing development of M. oryzae in situ.     

云南元阳哈尼梯田稻瘟病菌遗传多样性分析

 利用12对SSR引物,对来自云南元阳哈尼梯田不同海拔高度、不同水稻品种上的稻瘟病菌菌株进行遗传多样性分析,并运用日本清泽建立的鉴别品种对其中62个菌株进行生理小种鉴定。结果显示:稻瘟病菌总体遗传多样性水平较高(He=0.57±0.27,I=1.17±0.60)。聚类分析表明,在80%相似水平下菌株可划分为9个多样性群体。供试菌株划分为16个生理小种,其中002、000和006为优势小种。分离的不同海拔稻瘟病菌生理小种和遗传多样性存在差异。海拔1600~1700m生理小种最丰富,达9个生理小种;海拔1500~1600m、1400~1500m和1700~1800m,生理小种分别为6、5和4个;遗传多样性分析表明,从海拔1400~1500m分离的菌株遗传多样性水平最高(He=0.57±0.24),并划分为6个群体。综合分析表明,在元阳哈尼梯田系统中,栽培传统品种遗传多样性越丰富的区域,其稻瘟病菌群体多样性和生理小种也越丰富。     

稻瘟菌MoHYR1蛋白的原核表达与纯化

正稻瘟菌(Magnaporthe oryzae)是高等丝状子囊真菌,由其侵染水稻引发的稻瘟病是水稻第一大病害,生产上造成了巨大的经济损失。在植物与病原菌的互作过程中,植物会产生防御应答反应,其中包括活性氧自由基(reactive oxygen species,ROS)。ROS在植物抵御病原菌的侵入以及病原     

稻瘟菌诱导性稻叶脂氧合酶的进一步纯化及抗体制备

 采用DEAE-Toyopearl离子交换、Buty l-Toyopear l疏水层析、CM-Toyopearl离子交换、Sephacryl S100凝胶过滤和FPLCMono Q等步骤,从非亲和性稻瘟菌侵染稻叶中纯化了两种诱导性脂氧合酶,即CM-Loxl和CM-Lox2。SDS-PAGE检测结果表明:CM-Lox1和CM-Lox2为单链多肽,它们的分子量分别为98 kd和102 kd。利用微量免疫法制备了CM-Lox1和CM-Lox2的抗体,制备的抗体效价达到1:1000倍,能检测0.5~2.0 ng的抗原。免疫印迹杂交证明CM-Lox1和CM-Lox2之间存在密切的血清学关系。此外,Anti-CM-Lox1和Anti-CM-Lox2与水稻中另一稻瘟菌诱导性脂氧合酶RLL以及发芽种子出现的RL-2也存在交叉反应。     

我国北方部分稻区稻瘟病菌群体遗传结构研究

 本文利用rep-PCR指纹分析方法研究了我国北方部分稻区稻瘟病菌的单元型(haplotype)和谱系(lineage)。根据单元型和谱系组成以及优势单元型和优势谱系的变化,分析了稻瘟病菌的群体结构和遗传变异性,证实了稻瘟病菌在DNA水平上是高度异质和极易变异的。对病原菌群体的时空变化分析发现,稻瘟病菌群体的单元型和谱系因年度和地区而不同。不同年度、不同地区的稻瘟病菌亚群体间几乎无共同的单元型和谱系。对138个供试菌株的致病型分析发现,单元型和谱系与致病型之间不存在规律性的对应关系,这说明用rep-PCR方法揭示的稻瘟病菌的遗传变异很可能与致病性变异不存在必然的联系。     

湖南稻瘟病菌致病力的初步分析

 本文记述1973-1977年对湖南的稻瘟病菌致病力的研究结果。1973年从湖南各地分离的48个单胞菌株,在9个初选的鉴别品种上测定,可分成8个小种群,25个小种,1975年分离的69个单胞菌株,在同一鉴别品种上测定可分成9个小种群,36个小种。1976年从早稻感病穗颈上分离的142个单胞菌株,接种于14个抗性谱较广的品种上,特特普、IR26、科印矮3号未发现致病菌株。讨论了稻瘟病菌小种研究中的一些问题。