白叶枯病菌效应子XopN在拥有OsSWEET11同源基因的水稻品种上发挥毒性作用

【目的】黄单胞菌细胞外泌蛋白质(Xanthomonas outer proteins, Xops)是植物病原黄单胞菌高度保守的毒性效应子或毒性辅助组分,通过细菌Ⅲ型分泌系统分泌到细菌细胞外部,然后转入植物细胞而发挥病理作用。水稻黄单胞菌水稻致病变种即水稻白叶枯病菌的标准菌株PXO99^A分泌的XopN是一种毒性效应子,通过影响寄主免疫反应而使水稻发病。但是,XopN对病菌毒性的影响是否因水稻品种的不同而异,还有待研究。【方法】利用同源双交换技术,先敲除了PXO99^A的XopN基因,获得了∆XopN突变体,又经过遗传互补,得到了回补菌株∆XopN/XopN。通过营养肉汤液体培养,测定了XopN对病菌繁殖能力的影响;根据文献选用14个水稻品种,通过接种实验,测定了PXO99^A对这些品种的毒性与XopN敲除或回补的影响;在XopN发挥毒性作用的水稻品种上,测定了隐性抗病基因OsSWEET11/xa13与显性感病基因OsSWEET11/Xa13受病菌侵染而表达的情况,分析了XopN敲除或回补的影响。【结果】在营养肉汤液体培养过程中,病菌突变体菌株∆XopN的繁殖速度明显低于野生型PXO99^A。PXO99^A、∆XopN和∆XopN/XopN接种水稻后,根据其在水稻叶片组织内的繁殖量及随后产生的白叶枯病症状的严重程度,将供试的14个水稻品种分为两种情况。一是感病程度与病菌XopN是否敲除或回补无关,这有10个水稻品种（IRBB1、IRBB3、IRBB8、IRBB10、IRBB14、IR24、IRBB203、IRBB204、IRBB205和IRBB211）,PXO99^A、∆XopN和∆XopN/XopN对它们的毒性无明显差别。二是XopN对病菌毒性发挥作用的水稻品种,包括高度感病的3个品种（IRBB208、Asominori和日本晴）和低感品种IRBB13。与PXO99^A或∆XopN/XopN相比,∆XopN对这4个水稻品种的毒性大为降低。在IRBB13上,病菌侵染对隐性抗病基因OsSWEET11/xa13在叶片内的表达发生抑制作用,这一效应与XopN的毒性功能相关。相反,日本晴显性感病基因OsSWEET11/Xa13却受病菌侵染的诱导,在叶片内的表达水平大幅度提高。IRBB208和Asominori携带OsSWEET11/Xa13同源基因,该同源基因在叶片内的表达水平也因病菌侵染而大幅提高。在这4个水稻品种上,PXO99^A和∆XopN/XopN能够诱导OsSWEET11/Xa13或其同源基因表达,但∆XopN无此作用。另外,XopN对病菌在非寄主植物烟草上诱发过敏反应有量变贡献,相比PXO99^A或∆XopN/XopN,∆XopN引起过敏反应的程度有所降低。【结论】XopN是一个有限广谱性效应子,在拥有OsSWEET11同源基因的水稻品种上发挥毒性作用。XopN也是病菌繁殖所需要的,对病菌在非寄主植物上诱导过敏反应有一定贡献。     

薄壳山核桃疮痂病菌TaqMan荧光定量PCR检测方法的建立及应用

疮痂病是薄壳山核桃上最具毁灭性的病害,带菌植物材料是传播疮痂病的重要来源。准确、灵敏、快速的检测方法可为该病害流行规律调查和防控提供有力的依据。本文通过比较薄壳山核桃疮痂病菌Venturia effusa及其近似种之间的ITS序列差异,设计了特异性引物和TaqMan探针,建立了薄壳山核桃疮痂病菌的荧光定量PCR检测方法。特异性检测结果表明,该方法可以检测不同地区的薄壳山核桃疮痂病菌菌株,而对其近似种以及薄壳山核桃上的其他真菌均没有信号。本研究建立的检测方法对薄壳山核桃疮痂病菌DNA的最低检测限可达0.5 pg/μL。该方法用于田间样品检测时,检测时间仅需1 h,远快于常规的分离培养法。本研究建立的基于TaqMan探针的荧光定量PCR检测方法为薄壳山核桃疮痂病菌的快速检测和监测提供了有力工具。     

转基因作物种植对土壤生态系统影响的研究进展

土壤是生态系统中物质与能量交换的重要场所。随着转基因作物种植面积的不断增加,其对土壤生态系统的影响日益引起人们的广泛关注。植物和土壤的相互关系对于生态系统的功能稳定和植物健康是至关重要的。综述了转基因作物种植对根际土壤养分、土壤酶活性、土壤微生物群落结构、土壤动物的影响,并对研究方向进行了展望。     

早熟禾对精噁唑禾草灵耐药性的靶标酶机制研究(英文)

早熟禾对精噁唑禾草灵、精喹禾灵、高效氟吡甲禾灵、炔草酸、精吡氟禾草灵、氰氟草酯、烯禾啶和苯草酮具有耐药性,而对烯草酮和吡喃草酮敏感。早熟禾生物型的乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)对精噁唑禾草灵的活性显著高于敏感杂草日本看麦娘,5个早熟禾生物型的IC50值为敏感杂草日本看麦娘IC50值的10.46~11.98倍;早熟禾ACCase氨基酸序列1 781位点存在亮氨酸/异亮氨酸的多态性现象,而亮氨酸的存在是其它禾本科杂草对ACCase抑制剂除草剂产生抗性的主要原因之一;5个早熟禾生物型的ACCase基因表达量为日本看麦娘的4.67~7.37倍。早熟禾与日本看麦娘的ACCase活性、基因序列及基因表达量差异可能是导致早熟禾对精噁唑禾草灵具有耐药性的靶标酶机理。     

精口恶唑禾草灵抗性及敏感菵草种群萌发条件的比较

为了比较对精口恶唑禾草灵抗性及敏感菵草种群在萌发特性上的差异,采用培养皿法研究了温度、光照、pH值、水势、盐胁迫对其萌发的影响。结果表明,pH值为4-10条件下,2个种群的萌发率无显著性差异;全光照条件下,抗性菵草的萌发率显著低于敏感菵草;10℃条件下,抗性菵草的萌发率显著低于敏感菵草;水势胁迫和盐分胁迫对抗性菵草萌发的影响大于敏感菵草,当水势为-0.5 MPa时,抗性菵草无萌发,敏感菵草萌发率为41.9%;当NaC l溶液浓度为160 mmol/L时,抗性菵草无萌发,敏感菵草的萌发率为51.7%。     

蚕豆蚜日龄、翅型和寄生对其共生菌胞变化的影响

初生内共生菌与宿主蚜虫的营养代谢密切相关.本文观察了蚕豆蚜Aphis fabae不同翅型的共生菌胞随宿主蚜虫生长发育的变化规律,以及饥饿和混合柄瘤蚜茧蜂Lysiphlebus confusus寄生对共生菌胞的影响.菌胞数量和体积随发育进程和翅型的变化而呈现有规律的变化:随若蚜发育而逐渐增大,然后随胎生蚜产生而逐渐减少;无翅蚜的菌胞数量和体积均显著大于有翅蚜.随饥饿时间的延长,菌胞数量和体积迅速直线下降,而重新取食后又可迅速恢复.蚕豆蚜被混合柄瘤蚜茧蜂寄生后的第3d,菌胞数量显著多于未寄生蚜虫,此后则明显少于未寄生蚜虫,从第4d的119个·头-1降至第6d的46个·头-1.研究结果说明,蚜虫共生菌胞的变化与宿主蚜虫翅型、发育、外源营养以及蚜茧蜂寄生等密切关联.     

“Cyst nematode”中文译名应该为“孢囊线虫”

农作物孢囊线虫病害（crop cyst nematode diseases）近年来已经成为威胁我国农业生产安全的重要植物病原线虫病害,鉴于国内部分有关学术论著与文献中, 对“cyst nematode ” 的中译名写法有歧义,作者通过文献的阐述与论证,认为“cyst nematode”的中译名称应该为“孢囊线虫”,而不用“胞囊线虫”,以免引起混乱。     

转cry1Ie基因抗虫玉米对根际微生物群落碳代谢的影响

转基因作物对土壤生态系统的影响日益引起人们的广泛关注。采用Biolog ECO微平板对转基因抗虫玉米IE09S034及其对应的受体玉米根际微生物群落碳代谢功能进行了比较研究。结果表明,转基因抗虫玉米IE09S034对根际微生物碳代谢功能无显著性影响,且发现年份和生育期是引起根际微生物碳代谢情况变化的主要因素。本文为转基因抗虫玉米IE09S034的环境安全性评估提供了新的依据。     

一些常用农药对斑马鱼的毒性与安全评价

采用半静态法在室内测定了一些常用农药对斑马鱼的急性毒性,并根据<化学农药环境安全评价试验准则>中农药对鱼类的毒性等级划分,评价了这些农药对鱼类的安全性.结果表明:有1种药剂的96h LC50＜0.1mg/L,属于剧毒级;6种药剂的96h C50为0.1～1.0 mgCL,属于高毒级;8种药剂的96h C50为1.0～10 mg,L,属于中毒级;6种药剂的96h LC50＞10 mg/L,属于低毒级.     

大豆中疫霉诱导性GmDRRP基因启动子的克隆与功能分析

本研究根据大豆与疫霉互作的基因芯片数据,筛选了一个受疫霉诱导表达的大豆抗病相关基因(Gm DRRP,glycine max disease resistance response protein),并对其启动子响应疫霉侵染的功能进行了研究。序列分析表明该基因编码一个大豆抗病相关蛋白。分别用SA、Me JA、ABA、ETH和GA3五种激素处理后,发现该基因的表达受激素的抑制。克隆其转录起始位点上游1 590 bp的启动子区,生物信息学分析发现该区域包含多个已知与逆境响应相关的顺式元件。进一步将启动子构建在融合Gus报告基因的植物表达载体上,分别瞬时转化烟草和稳定转化大豆根毛,并检测了Gus报告基因的表达情况。结果表明,Gm DRRP启动子均能在两种体系中不同程度的受疫霉诱导,其表达模式为接种后0.5 h被快速诱导,并在2 h时显著提高。根据生物信息学对顺式元件的预测结果,对启动子进行了分段分析,获得了一个222 bp的小片段,其疫霉诱导表达能力是全长启动子的34%。以上结果表明大豆的Gm DRRP启动子能被疫霉快速诱导。