褪黑素诱导小豆抗锈病机理的初步研究

为明确外源褪黑素诱导小豆抗锈性的作用及机理,以感病小豆品种‘宝清红’为材料,采用叶面喷施不同浓度褪黑素激发处理小豆真叶,而后对真叶挑战接种锈菌夏孢子,结果表明,低浓度(11.61 mg/L)褪黑素可显著提升小豆对锈病的抗性。夏孢子萌发试验表明,褪黑素对夏孢子萌发及芽管生长无显著抑制作用,表明褪黑素无抑菌活性。进一步的基因表达分析发现,与对照相比,褪黑素激发诱导了水杨酸(SA)通路关键基因NPR1于接种后24 h显著上调表达,且病程相关蛋白PR1、几丁质酶(CHI)、β-1,3-葡聚糖酶(GLU)及PR5均于接种后24～120 h被显著诱导表达,说明褪黑素可能通过诱导NPR1表达,进而激活下游PR蛋白的高水平应答,使感锈病小豆品种获得对锈病的抗性。     

甘蔗NBS-LRR类抗梢腐病基因的筛选及定量表达分析

本文旨在探讨核苷酸结合位点和富含亮氨酸重复(NBS-LRR)类基因参与甘蔗抗梢腐病菌侵染应答机制,为后续克隆关键抗病基因以及研究抗病机理提供理论依据。试验利用Illumina高通量转录组测序技术检测高抗梢腐病品种‘粤糖94-128’和高感梢腐病品种‘桂糖37号’接种前后NBS-LRR类抗梢腐病基因的表达情况,然后设计引物对显著差异表达基因进行不同接种时期下的荧光定量PCR验证。结果表明,16个NBS-LRR类基因在甘蔗叶片受到梢腐病菌侵染后持续上调表达,但表达趋势存在两种情况,13个基因在诱导后7 d显著或极显著上调表达,3个基因在诱导7 d后上调表达不显著,在诱导14 d后才显著上调表达。据此可将其分为瞬时基础防御基因(0~7 d)和滞后特异性防御基因(14~21 d),确定NBS-LRR类基因参与甘蔗防御梢腐病菌的侵染。     

小豆AP2/ERF基因家族鉴定及其应答锈菌侵染的表达分析

 为明确小豆VaAP2/ERF家族基因在小豆应答豇豆单胞锈菌(Uromyces vignae)侵染中的作用,本研究采用生物信息学方法从小豆基因组中鉴定VaAP2/ERFs家族基因186个,包括AP2(24个)、RAV(2个)、Soloist(1个)及ERF(159个)四个亚家族,其中ERF亚家族又可分为DREB和ERF两个亚类。基因结构分析发现,68.3%的VaAP2/ERFs基因不具内含子。保守基序分析发现,各亚族成员保守域组成类似,可作为基因家族分类的重要依据。前期转录组测序发现VaAP2/ERF中的6个成员接种后24 h显著上调,进一步应用qPCR技术对其在‘1-D-3’(免疫)及‘宝清红’(感病)中应答锈菌侵染的表达分析发现,免疫品种中6个成员均于接种后6 h及120 h显著上调,另有2个于接种后12 h也显著上调,表明上述基因均在小豆抗锈病中发挥正调控作用。     

小麦品种温度互作中抗条锈微效基因的表达

初步研究了不同温度下小麦品种抗条锈性的表达机制 ,结果分析表明 :品种间、温度间及品种×温度间差异均达到了极显著水平。试验进一步证明京核 1号小麦温敏微效基因的存在。在高温潜育发病条件下有利于微效基因抗性的表达。接种前高温处理 1～ 2d ,在常温下潜育发病 ,对温敏基因抗性的表达没有显著影响 ;接种后高温处理 1～ 2d ,在常温下潜育发病 ,对温敏基因抗性的表达有一定的诱导作用。而接种后在常温下处理 1～ 2d ,再于高温下潜育发病 ,更有利于微效基因抗性表达     

帚枝霉属内生真菌激发子蛋白SbES诱导辣椒抗棒孢叶斑病作用机理

为明确帚枝霉属Sarocladium内生生防真菌HND5菌株外泌激发子蛋白SbES的诱导辣椒抗病作用机理,通过构建SbES蛋白的毕赤酵母Pichia pastoris重组蛋白表达菌株,利用纯化后的SbES重组蛋白处理辣椒植株,检测辣椒对棒孢叶斑病的抗性,以及相关抗病反应与抗病基因表达的变化。结果表明,0.1 mg/mL SbES重组蛋白可有效诱导辣椒产生对棒孢叶斑病的抗性,可激发辣椒叶片活性氧爆发、微过敏反应和胼胝质积累等抗病反应;并能有效提高辣椒叶片中与活性氧爆发、过敏性反应、胼胝质合成和植保素合成等抗病反应相关基因,以及水杨酸、茉莉酸和乙烯信号传导关键基因的表达。推测帚枝霉属内生真菌激发子蛋白SbES可通过激活多种抗病信号传导途径来激发辣椒产生对棒孢叶斑病的抗性。     

水杨酸诱导辣椒抗疫病的作用研究

本文以辣椒幼苗为试验材料,研究水杨酸诱导辣椒抗疫病的作用。结果表明:辣椒幼苗经SA处理后,能显著提高对疫病的抵抗能力。在0.5~1.0 mM范围内,SA诱导抗性随其浓度升高呈递增趋势,当SA浓度达1.0 mM时,诱导抗性最强,此后随SA浓度增大,诱导抗性逐渐减弱;SA处理后1~3 d接种疫病菌,辣椒植株表达出较高的诱导抗性,持续时间达10 d左右。     

乙烯信号参与调控水稻纹枯病抗性的研究

 乙烯(ET)信号在植物抵抗各种逆境反应中具有重要作用,但目前关于乙烯信号在调控水稻纹枯病抗性中的作用仍缺乏系统研究。本研究以感纹枯病水稻品种Lemont和抗纹枯病水稻品种YSBR1为材料,分析了纹枯病菌接种后乙烯合成关键基因及信号传导途径中标志基因的表达水平,结果显示,纹枯病菌侵染可显著诱导相关基因的表达、激活乙烯信号。进一步采用乙烯合成抑制剂和信号激活剂处理水稻并进行接种鉴定,结果显示,两种化学剂分别可抑制或激活乙烯信号;无论是Lemont还是YSBR1,激活其乙烯信号均可显著增强抗病性,而抑制该信号均显著降低抗病性。对3个乙烯受体突变体(ethylene response2, etr2; ethylene response3, etr3; ethylene response sensor2, ers2)进行温室接种鉴定,发现突变体的病斑长度均极显著高于野生型对照。以上研究表明乙烯信号在水稻对纹枯病菌的防卫反应或基础抗性中具有十分重要的作用,结果将为进一步解析“水稻-纹枯病菌”间的互作机制、制定合适的病害综合防控策略提供理论基础。     

不同小豆抗性品种对锈菌侵染的生化响应和防卫反应基因的表达特征

为探究小豆应答锈菌侵染的生理机制,以不同小豆抗性品种与豇豆单胞锈菌Uromyces vignae互作为研究对象,采用紫外分光光度法和实时荧光定量PCR技术分析锈菌侵染后不同抗性品种中防御酶活性及防卫反应基因表达的变化特征。结果表明,接种豇豆单胞锈菌后小豆抗病品种叶片内过氧化氢酶(catalase,CAT)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)和多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)活性均比感病品种显著提高;接种192 h后,小豆抗病品种中CAT和SOD活性最高,分别为16.93 nmol·g^-1·s^-1和950.89 U/g,较对照提高了496.13%和89.61%,小豆感病品种中CAT和SOD活性分别在接种192 h和120 h后达到峰值,分别为10.54 nmol·g^-1·s^-1和884.51 U/g,较对照增加了256.08%和55.50%,增加幅度小于抗病品种;接种12 h后,小豆抗病品种和感病品种...     

BTH和INA诱导小麦抗条锈病性的研究

用不同浓度的苯(1,2,3)噻二嗪-7-硫代羧酸-S-甲酯(BTH)或2,6-二氯异烟酸(INA)喷雾处理小麦幼苗,进行小麦诱导抗病性研究。结果表明,以1.0mmol(毫摩尔)INA处理后接种小麦条锈病的诱导抗性效果最好。以1.0mmolINA和0.3mmolBTH处理小麦叶片5d后接种,叶片中苯丙氨酸解氨酶(PAL)和多酚氧化酶(PPO)的活性均有明显上升,且PAL、PPO和INA、BTH的诱导抗性表达都呈正相关关系。BTH和INA水溶液对小麦条锈菌夏孢子的萌发均无明显抑制作用。据此认为,处理后病情指数的下降是由于试剂处理提高了小麦幼苗的抗病性,即麦苗产生了诱导抗性而引起的。     

β-氨基丁酸诱导烟草产生PR蛋白及对TMV的抑制作用

 本文研究了β-氨基丁酸(BABA)诱导系统侵染寄主烟草NC89产生PR蛋白及其对TMV的抑制作用。用5mmol/LBABA对抗性烟和非抗性烟进行叶面喷施处理均可以抑制烟草叶片中TMV的产生,平均抑制率分别达到59%和49%。BABA和SA处理均可以诱导2种烟草叶片中PR1、PR2和PR5基因的表达,其中对PR1的诱导作用相对较强。分别用BABA和SA处理非抗性烟草,在处理后的不同时间内2种药剂对PR1基因的诱导规律基本相同。用BABA和SA分别预处理非抗性烟草2d后接种TMV,2种药剂对烟草叶片中PR1基因的影响是完全不同的,其中,BABA处理后接种TMV抑制PR1基因的表达,在接种后第72h已经检测不到PR1基因的存在,SA处理后接种TMV对PR1基因的影响呈现弱-强-弱的变化趋势,在接种后第24hPR1的表达量达到最强,以后逐渐减弱。试验结果表明:BABA能够提高非抗性烟草对TMV的抗性,但是BABA诱导烟草产生抗TMV的作用机制可能是一种不同于目前普遍公认的SA的作用机制。     

小豆抗锈病诱导剂的筛选

Four common inducers, salicylic acid (SA), 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC), benzothiadiazole (BTH) and methyl jasmonate (MeJA), were selected to evaluate the effects of inducers on the resistance of adzuki bean to rust by investigating urediospores germination and the adzuki bean resistance to Uromyces vignae. The results showed that four inducers had no effects on the urediospores germination. However, they can significantly induce adzuki bean resistance to U. vignae. Among these four inducers, 0.25 mg·mL^-1 ACC can significantly reduce the disease index, which was 45.06% lower than the control. Aditionally, seedlings treated with ACC exhibited a typical "triple reaction", which indicated that this induced resistance may relate with the endogenous ethylene biosynthesis in adzuki bean. Then the adzuki bean seedlings were treated with an ethylene receptor inhibitor, 1-methylcyclopropene (1-MCP) alone or combined with ACC. The results showed that 1-MCP alone had no significant effect on the growth and rust resistance of adzuki bean. However, 1-MCP could eliminate the "triple reaction" and did not affect the induced resistance caused by ACC when it used combined with ACC. Results obtained in current study suggested that ACC can significantly induce the resistance of adzuki bean to the rust. Moreover, we speculate that ACC-induced rust resistance of adzuki bean may not depend on ethylene signaling pathway.     

小豆抗锈病诱导剂的筛选

<正>由豇豆单胞锈(Uromyces vignae)引起的小豆锈病是我国小豆生产中的重要病害之一[1,2],在中国华北及东北地区发生严重,可造成严重的产量损失[3]。当前小豆锈病的防治主要依赖化学药剂,但长期使用化学药剂存在残留、破坏生态等弊端。因此寻找绿色可持续的防控措施越来越受到人们的关注。利用外源诱导剂诱导植物抗性是一种潜在的病害防控措施[4]。目前,已有超过30种的植物被证实可被诱导产生抗病性[5]。但在诱导小豆抗锈病方面的研究报道尚     

Molecular and genetic characterization of ethylene involvement in mycotoxin-induced plant cell death

AAL-toxin and the structurally related mycotoxin, fumonisin B₁(FB₁), cause interveinal cell death in susceptible lines of tomato with morphological characteristics of apoptosis. We observed previously that concomitant with cell death, an increase in 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC) and ethylene occurs, while the addition of inhibitors of ethylene biosynthesis or action significantly reduce the amount of dead tissue. Using a molecular approach, we have identified the primary ACC synthase gene family member involved, LE ACS2, and have observed an interesting aspect of its regulation. Fumonisin B₁caused the accumulation of LE ACS2 mRNA with a similar time course but to a lower level than did AAL-toxin. Nevertheless, ACC levels were similar for AAL- and FB₁-treated tissue. ACC oxidase mRNA was also induced by both mycotoxins, and again AAL-toxin induction was greater than that with FB₁. The induction of ACC synthase and ACC oxidase mRNA observed here represents the earliest changes in gene expression noted in this cell death system to date. The effects of theNever ripemutation of tomato, which affects ethylene perception, on toxin-induced cell death also were determined. TheNever ripemutant showed significantly less necrosis or chlorosis in response to the mycotoxins than did its wild type counterpart. These results indicate that alteration in ethylene perception can markedly reduce the amount of tissue damage during this susceptible response. These findings extend our understanding of ethylene-associated signal transduction during plant cell death and suggest strategies for manipulation of cell death to enhance plant disease resistance.     

小麦种质 Edinburgh-b 白粉菌侵染下的基因表达谱分析

 Edinburgh-b是从英国爱丁堡引进的小麦抗白粉病新种质,为了深入了解该种质的抗白粉病分子机制,本研究采用Agilent公司的4 SymboltB@ 44 k小麦表达谱芯片,以Edinburgh-b接种白粉菌0 h为对照,分析其在白粉菌胁迫下的基因表达谱。结果表明,在43 603个探针中筛选出差异表达探针5 835个,其中上调表达2 801个,下调表达3 034个。差异表达基因主要包括与代谢相关的酶类、转录因子、病程相关蛋白、防卫反应基因和信号传导因子等。Pathway分析显示苯丙烷类生物合成、水杨酸信号通路、茉莉酸生物合成、活性氧代谢等被激活,乙烯生物合成和生长素信号通路被抑制,推测水杨酸和茉莉酸信号通路共同参与了Edinburgh-b对白粉菌的防御反应。选取上调和下调表达共17个基因进行实时定量RT-PCR验证,表明基因芯片数据具有良好的重复性。     

眉豆疫病的病原鉴定及药剂防治

广州地区近年出现眉豆疫病,其病原菌经形态,培养性状等方面研究,鉴定为Ｐｈｙｔｏｐｈｔｈｏｒａ ｖｉｇｎａｅ Ｐｕｒｓｓ。人工接种除为害眉豆外,不可侵染长豇豆,赤豆,赤小豆及绿豆等。但无伤或刺伤法接种均不能侵染黄瓜瓜条,甜和苹果果实以及马铃薯块茎。试验结果表明,眉豆是豇豆疫病的新寄主,甲霜灵及杀毒矾Ｍ８防治效果比较显著。     

外源茉莉酸甲酯诱导小麦抗条锈病的研究

 本文探讨了不同浓度茉莉酸甲酯(MeJA)对小麦抗病性的诱导作用,同时电镜观察了不同浓度MeJA对小麦条锈菌(Puccinia striiformis f.sp. tritici)与寄主细胞超微结构的影响。结果表明,2.00 mmol·L^-1 MeJA对小麦条锈病的诱导抗性效果最好,可达到35.87%,而0.50 mmol·L^-1 MeJA在小麦条锈菌夏孢子开始萌发4 h时呈显著抑制作用。经外源MeJA处理后,条锈菌的胞间菌丝、吸器母细胞和吸器的发育明显受到抑制,其中侵染位点的叶肉细胞呈抗性症状。因此,MeJA可使小麦幼苗产生诱导抗性从而提高其抗病性。     

长豇豆疫病的初步研究

 广州地区长豇豆普遍出现的"死藤"除了镰刀菌枯萎病外,疫病也是重要的病原。疫病病原菌经鉴定为Phytophthora vignae Purss。这一发现,对长豇豆抗枯萎病的育种工作具有重要的意义。Phytophthora vignae人工接种只危害豇豆属各个品种,但刺伤接种能侵染菜豆荚、茄子果实、马铃薯块茎;不能侵染大豆、绿豆、赤豆、豌豆、蚕豆、黄瓜、辣椒。在高菌量接种条件下,所参试的8个品种均不抗病,以"抗病二号"较好。盆栽药效试验以90%乙磷铝300倍液效果较好。喷药后即接种防效达90.81%。喷药3天后还有一定的效果,但接种24小时后再喷药,药效便可降低为51.33%。