两个玉米自交系对纹枯病的抗病反应机制初探

玉米纹枯病是由立枯丝核菌(Rhizoctonia solani Kühn)引起的一种重要病害。具有优良性状的自交系是开展玉米抗病品种选育的重要种质资源。本试验以西南地区两个优良玉米自交系R08与18-599R为材料,采用人工接种R.solani菌丝融合群AG1-IA,对成株期玉米进行了抗性鉴定,并对病原菌诱导后苗期玉米叶片上的活性氧(ROS)、抗病相关基因(PR1、ZmDREB2A、ZmERF3和WIP1)表达及细胞坏死情况进行了动态检测。结果显示,R08对纹枯病表现为中抗,而18-599R为高感材料;受R.solani侵染后,玉米叶片ROS的积累在R08中较18-599R多;两个自交系中基因表达量及表达时间存在显著差异;R08叶片出现显著的细胞坏死反应,而18-599R相对较轻。本研究表明两个自交系对R.solani的抗性差异主要体现在相关抗病反应的时间和强度上,这为进一步研究玉米纹枯病抗病机理提供了依据。     

小麦诱导抗性基因TaWIR1b的克隆及表达分析

全蚀病是小麦上一种重要的土传病害。选育和种植抗病品种是防治小麦全蚀病的根本途径,抗病基因研究是抗病育种的基础性工作。根据基因TaWIR1b(Accession no.M94959.1)的全长序列设计引物扩增‘新农19’的cDNA,获得了完整ORF,编码85个氨基酸残基,比对后发现与TaWIR1b序列同源性达100%。根据获得的TaWIR1b基因全长序列设计定量引物,分析TaWIR1b在全蚀菌胁迫条件下不同互作模式的表达特征。结果表明接种全蚀病菌后抗病小麦品种‘新农19’中TaWIR1b基因被诱导表达,接菌后3d达到峰值143.97,感病品种‘新麦19’中峰值出现在接菌后8d,表达量仅为对照的4.22倍,提示该基因可能参与小麦对全蚀病的抗病过程。     

一个与稻瘟病菌无毒基因AVR-Pik~m连锁的SCAR标记的分离

 本研究将以前在稻瘟病菌菌株S1522获得的与决定对水稻品种梅雨明无毒性的基因(AVR-Pik^m)相连锁的1个RAPD标记OPO12₁₀₀₀进行了克隆和鉴定。核苷酸序列测定与分析结果表明:OPO12₁₀₀₀的大小为946个碱基,不含有与已报道的稻瘟病菌Mg-SINE、Fosburry、Magyy、Grasshopper、Pot2以及Pot3等同源的重复序列。根据OPO12₁₀₀₀的核苷酸序列,设计了1对24个核苷酸的特异引物,对无毒表型亲本S1522和毒性表型亲本S159、无毒表型群体基因池、毒性表型基因池以及有性杂交后代108个菌株进行了PCR扩增,所有无毒表型的菌株均能特异性地扩增出1条与OPO12₁₀₀₀大小相同的DNA条带,而毒性表型的菌株除5个重组个体外,均不能扩增出这条特异带。此结果表明,与稻瘟病菌无毒基因AVR-Pik^m连锁的RAPD标记OPO12₁₀₀₀被成功地转化为SCAR标记,为进一步通过染色体步移克隆该无毒基因奠定了基础。     

猪殃殃对AHAS抑制剂靶标抗性的快速分子检测

为建立猪殃殃靶标抗性快速检测方法,并明确小麦田猪殃殃Galium aparine var.tenerum对AHAS抑制剂靶标的突变类型及分布,从河南、陕西、安徽、江苏和山东5省不同田块采集疑似对AHAS抑制剂产生抗性的猪殃殃植株,采用特异性引物PCR扩增靶标酶AHAS基因保守区片段,并以直接测序法检测采集样品,通过与拟南芥AHAS基因序列比对分析后明确其突变位点。结果显示,在5省25个农田的样品中共有19个农田检测到AHAS突变,分布在河南、安徽和江苏3省;在检测样品中发现突变发生在2个位点,共有3种突变类型,分别是197位脯氨酸(CCC)突变为丙氨酸(GCC)或丝氨酸(TCC),或者是574位色氨酸(TGG)突变为亮氨酸(TTG),检测结果与田间药效反应基本一致。这种用特异性引物扩增目的片段测序的方法,由于其可以在生长当季进行检测,适用于田间靶标突变抗性猪殃殃的快速检测与监测。     

Molecular characterization of A2 and D strains of Soybean mosaic virus, which caused a recent virus outbreak in soybean cultivar Sachiyutaka in Chugoku and Shikoku regions of Japan

Coat protein sequences of two isolates in strain A₂ and five isolates in strain D of Soybean mosaic virus (SMV), which caused a recent mosaic outbreak in soybeans (cv. Sachiyutaka) in Chugoku and Shikoku in Japan, were compared to published data on 15 other Asian-origin isolates. Sequence comparison and cluster analysis showed that SMV isolates of strain A₂ from these districts were closely related, as were those of strain D, but strains A₂ and D were not. Thus, the two strains may have different origins and be carried through seed transmission.     

芽胞杆菌CQBS03抑菌蛋白TasA基因的克隆及原核表达

为了探讨柑桔溃疡病生防菌芽胞杆菌Bacillus CQBS03菌株TasA基因的功能,采用PCR方法从CQBS03基因组DNA中扩增出编码TasA基因的全长DNA序列,并构建pEASY-E1/TasA原核表达载体,经大肠杆菌Escherichia coli表达获得TasA基因的融合表达蛋白,纸碟法检验融合蛋白对柑桔溃疡病菌Xanthomonas citri citri的抑制作用。结果显示,CQBS03菌株的TasA基因包含1个786 bp的完整开放阅读框（GenBank登录号为JQ309841）,编码261个氨基酸残基;该序列与来源于解淀粉芽胞杆菌B.amyloliquefaciens的1个已知同源TasA基因序列FJ713580的相似性达99.75%。原核表达产物经SDS-PAGE分析,检测到约31 kD的融合蛋白;纯化后的融合蛋白对柑桔溃疡病菌有明显的抑制作用,72 h后抑菌圈直径达11.5 mm。研究表明TasA基因是生防菌芽胞杆菌CQBS03抑制柑桔溃疡病菌的功能基因之一,并且该基因对原核表达宿主没有抑制作用,具有较好的开发利用前景。     

北京地区草莓灰霉病菌对异菌脲的抗性及抗性分子机制

由灰葡萄孢(Botrytis cinerea Pers.)引起的草莓灰霉病是草莓上危害严重的病害之一。为了解北京地区草莓灰霉病菌对二甲酰亚胺类常用杀菌剂异菌脲的抗性,本研究采用最低抑制浓度法分别检测了2013年和2014年从北京地区15个草莓园采集的共计121株草莓灰霉病菌对异菌脲的抗性。结果表明,北京地区草莓灰霉病菌对异菌脲存在较高的抗性频率,2014年较2013年的抗性频率略有上升,由40.4%上升为45.3%。不同草莓园菌株的抗性频率差异很大,可能与用药水平有关。2014年的低抗、中抗和高抗菌株数分别占检测菌株总数的9.4%、28.1%和7.8%。利用PCR技术扩增编码组氨酸激酶基因BcOS1中与二甲酰亚胺抗性相关的区段,对抗性菌株的分子机制进行了初步研究,结果表明BcOS1基因第1 214位核苷酸发生了2类突变:以第Ⅰ类为主,菌株的抗性水平为中抗和高抗,由ATC突变为AGC,导致第365位氨基酸由异亮氨酸变为丝氨酸;第Ⅱ类菌株为低抗,由ATC突变AAC,导致第365位氨基酸由异亮氨酸变为天冬酰胺。     

小菜蛾γ- 氨基丁酸受体基因片段的克隆、表达及特征分析

 利用反转录多聚酶链式反应(RT-PCR) 对小菜蛾( Plutella xylostella ) 的γ - 氨基丁酸a(GABAa) 受体基因cDNA片段进行了克隆和序列分析。通过简并性上游引物和下游引物扩增出小菜蛾GABAa受体基因248 bp的cDNA片段。该cDNA基因片段的氨基酸与已报道的烟芽夜蛾(Heliothis viresce)的GABAa受体基因氨基酸序列同源性为100%。以GABAa受体基因片段为基础, 构建了优化的半定量RT-PCR法, 以18S rRNA为内标, 研究小菜蛾不同组织以及不同发育阶段GABAa受体基因表达的差异。结果表明, GABAa受体基因在头部表达量最高, 胸部次之, 腹部最低; 在不同发育阶段的表达量差异不大。     

植物根结线虫基因组学研究进展

根结线虫是世界农业生产中危害最大的植物病原之一,目前仍缺乏安全有效的防治措施。深入揭示寄生线虫与植物之间互作的分子机制,利用生物技术进行抗性育种被认为是最有前景的抗线虫策略。在根结线虫基因组学研究方面,目前已经构建了北方根结线虫AFLP遗传连锁图谱,南方根结线虫和北方根结线虫基因组测序也已完成;基因组的注释和比较基因组学分析,较全面地描述了根结线虫的遗传组成;以差异表达分析和比较基因组学为主的方法鉴定了大量的重要基因;以RNA干扰、植物转化和蛋白互作为主的根结线虫基因功能研究也取得了一些进展。本文就根结线虫基因组学研究予以综述,并进一步探讨其研究方向和可持续抗线虫新策略的发展前景。     

石斛兰dfr基因的克隆、序列分析及原核表达

二氢黄酮醇4 - 还原酶(DFR) 在不同花色形成中起着关键作用。利用RT-PCR方法从石斛兰中克隆出dfr基因, 并命名为Dendfr。该序列全长1 164 bp, 编码352个氨基酸。氨基酸序列分析发现, DenDFR与3种兰科植物的DFR氨基酸序列同源性达81% ～86% , 与其他非兰科植物的DFR氨基酸同源性在56% ～72%之间。在Den DFR N - 末端存在一个保守的NADP结合区, 序列中存在26个氨基酸组成的底物特异结合区, 其中134位氨基酸处存在特异的天冬酰胺N位点。将Dendfr的编码区克隆到pQE30载体中, 在大肠杆菌中高效表达了该蛋白, 为进一步研究石斛兰花色形成机制及花色改良基因工程打下基础。