基于转录组测序对小麦抗叶锈性相关基因的筛选与分析

为了探明小麦‘TcLr19’抵抗小麦叶锈菌侵染的内在分子机制,挖掘与抗叶锈菌密切相关的功能基因,对接种叶锈菌后的小麦材料‘TcLr19’进行Illumina NextSeq500转录组测序。筛选到差异表达的基因(Differential expressiongenes,DEGs)8970个,其中上调差异表达基因4953个,下调差异表达基因4017个。差异基因通过GO(Gene Ontology)功能分类和KEGG(Kyoto Encyclopedia of Gene and Genomes)Pathway富集分析,被归于1 790个GO类别,定位到84个代谢通路中。采用实时荧光定量PCR(Quantitative Real-time PCR,qRT-PCR)对转录组分析结果进行验证,结果表明,qRT-PCR与RNA-seq分析结果基本一致,为小麦TcLr19抗小麦叶锈菌新基因的挖掘提供了可靠的参考资料。     

50个国外小麦品种(系)抗叶锈性鉴定

为确定小麦品种(系)所携带的抗病基因,对来自国外的50个小麦品种(系)进行苗期抗叶锈病基因推导和成株期抗叶锈鉴定。在苗期,根据供试品种(系)与20个毒力不同的叶锈菌生理小种的互作反应,与36个已知抗叶锈基因载体品种的侵染型进行比较,同时对试验材料进行连续2a两点的田间抗锈性试验,并利用分子标记进一步检测供试品种(系)中含有的抗叶锈病基因。基因推导和标记检测结果表明,Insijnia、Palpich、MV laura、Mason/jagger、Re7145共5个小麦品种(系)含有Lr1,Insijnia、Tx03a0148、F98047j14-2inc、T67/X84w063-9-45//K92、Mason/jagger共5个小麦品种(系)含有Lr26,Hk1/6/Nvsr3/5bez/tvr、Tx03a0148、Palpich、Kanto107、MV laura、F92080g1-1/F93042g2-1、Mv05-08、Norin61、Bruta、Aca801、F98047j14-2inc、T67/X84w063-9-45//K92、Mason/jagger共13个小麦品种(系)含有成株慢锈基因Lr34,Nidera baguette 10、Insijnia、Nsa09-3645、Soissons、Aztec、Carimulti、Mason/jagger、Re714、Kniish-46、Nuwest/4/D887-74/pew/、Fr03733共11个小麦品种(系)含有成株抗性基因Lr37,Sagittario、Hk1/6/Nvsr3/5bez/tvr、Insijnia、Fr03717、Dorico等共45个品种(系)含有成株慢锈基因Lr46,T67/X84w063-9-45//K92、Re7145共2个品种(系)可能含有Lr18,Fr03724、Fr3713、T67/X84w063-9-45//K92共3个品种(系)可能含有Lr21,T67/X84w063-9-45//K92仅1个品种(系)可能含有Lr36。田间试验结果表明,Mv05-08、Fr03725、Re714、Fr03717、Fr03724等共19个品种(系)表现慢锈性。     

我国小麦赤霉病发生与控制研究进展

小麦赤霉病是小麦的主要病害之一,由禾谷镰刀菌引起,近年来在我国发生逐渐加重,对小麦生产和食品安全构成严重威胁。对近年来小麦赤霉病在我国的发生情况、病原菌种类、品种抗性鉴定与开发、病害防控与流行预测等方面的研究进展进行综述,以期为小麦赤霉病的研究提供参考依据。     

河北省张北地区马铃薯疮痂病的病菌鉴定

为确定河北省张北地区马铃薯疮痂病的病原,从该地区疮痂病薯病斑上分离并经温室盆栽接种,确定了6株病原菌菌株,结合菌株生物学特性和16S rDNA序列特征方法进行鉴定,结果表明,经16S rDNA序列聚类分析,菌株ZJK-851与Streptomyces scabies相似性为99.65%,菌株ZJK-855与S.diastatochromogenes相似性为99.15%,菌株ZJK-854、06-D、M1-2、M1-5与S.europaeiscabiei相似性分别为99.73%、99.44%、99.56%、98.50%;经生物学测试发现,ZJK-851、06-D、M1-2、M1-5不能利用阿拉伯糖、果糖、木糖为单一碳源。张北地区马铃薯疮痂病的病原至少有3种。     

70份国外小麦品种(系)的苗期和成株期抗叶锈病鉴定

小麦叶锈病是小麦生产中的重要病害之一,培育持久抗病品种是最经济、有效和环保的方法。本研究用19个不同毒力的叶锈菌小种苗期接种70份国外引进小麦品种(系)及36个已知抗叶锈病基因的载体品种进行抗性鉴定,同时在2016—2017年度分别于河北保定和河南周口对70份国外引进品种进行田间抗叶锈性鉴定。为进一步检测材料中所携带的苗期和成株抗叶锈病基因,利用12个与已知基因紧密连锁的分子标记进行检测,综合基因推导、系谱分析和分子标记检测的结果,在33份材料中鉴定出15个抗叶锈病基因,包括Lr1、Lr2a、Lr26、Lr3ka、Lr11、Lr17、Lr30、Lr10、Lr14a、Lr2b、Lr13、Lr15、Lr21、Lr44和Lr45,田间鉴定筛选出39份品种表现慢锈性。苗期和田间表现表明,国外品种中含有丰富的对我国叶锈菌小种有效的苗期和成株期抗叶锈病基因,可作为小麦抗叶锈病抗源在抗病育种中加以利用。     

枯草芽孢杆菌B21抗菌蛋白的分离纯化及特性研究

枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)B21对番茄灰霉病菌(Botrytis cinerea Pers.)有较强的抑制作用,其产生的抗菌物质主要是抗菌蛋白.为明确该抗菌蛋白的理化性质,利用饱和硫酸铵沉淀法得到拮抗粗提蛋白,所获粗提蛋白不耐高温,对胰蛋白酶和蛋白酶K部分敏感,对链霉蛋白酶不敏感而对氯仿敏感,作...     

多粘类芽胞杆菌菌株Z-X-225对花椒枯穗病菌的拮抗作用

<正>花椒枯穗病是2009年河北省林业科学研究院引进花椒新品种上发现的一种新病害,在示范种植期间主要危害花椒穗部和叶部,导致穗部干枯,叶片脱落,有时也侵染果皮,造成花椒产量和品质下降。本实验室将引起该病的病原菌鉴定为细极链格孢菌Alternaria alternata(Fries)Keissler(Yang et al.,2013),并筛选获得了对其具有较强拮抗作用的多粘类芽胞杆菌Paenibacillus polymyxa菌株Z-X-225     

微型薯蛭石基质中疮痂病原鉴定及菌药协同防治探索

为探索微型薯繁育过程中马铃薯疮痂病的有效防治方法,利用16S rRNA基因序列鉴定了发病蛭石基质中的疮痂病原菌,并进行了生防菌ZWQ-1水剂+化学药剂的协同防治试验。结果表明,辽宁本溪微型薯苗床的疮痂病原菌为普通疮痂链霉菌(Streptomyces scabies)。在29种测试药剂中筛选到了8种对S.scabies有抑菌效果的药剂,其中适乐时0.1 g/L处理的抑菌圈直径最大,为41 mm。微型薯苗床防治试验的结果表明,化学药剂适乐时+ZWQ-1水剂、福美双+ZWQ-1水剂2个组合对微型薯疮痂病的防治效果最好,分别为72.60%和57.92%,且福美双+ZWQ-1水剂处理可显著促进植株生长。说明利用菌药协同防治疮痂病有较好的发展潜力。     

TcLr19PR1、TcLr19PR2和TaLr19TLP1的酵母双杂交诱饵载体的构建及鉴定

在前期研究的基础上,将成功克隆得到3个病程相关蛋白PR1、PR2和PR5的序列,分别命名为TcLr19PR1、TcLr19PR2和TaLr19TLP1。将这3个基因分别连接到酵母双杂交诱饵载体pGBKT-7上,并转化到感受态菌株Y2HGold中,检测其毒性和自激活性。结果显示,成功构建了包含目的基因的诱饵重组载体pGBKT-7-TcLr19PR1、pGBKT-7-TcLr19PR2和pGBKT-7-TaLr19TLP1;将转化产物涂布于SD/-Trp/X平板上,生长良好,并出现阳性克隆;毒性检测中,将3个诱饵重组载体与空载体在SD/-Trp液体培养基中的生长情况进行对比,发现诱饵无毒性;自激活检测试验中,重组载体无法在二缺、三缺和四缺培养基中正常生长,证明诱饵无自激活性。因此,本研究成功构建的3个诱饵重组载体可用于3个PR蛋白互作蛋白的筛选,为进一步研究其在小麦与叶锈菌互作中的分子机理奠定基础。     

不同小麦品种叶锈菌的遗传多样性分析

为了快速检测小麦叶锈菌遗传多样性与寄主品种的关系,利用叶锈菌17对EST-SSR引物对2015年从河南周口2块小麦苗圃不同品种叶片上直接收集的63份小麦叶锈菌材料(周口南地块27份,周口西地块36份)进行分子多态性及分子小种类型分析。聚类结果显示,63个小麦叶锈菌株间遗传相似系数为0. 70~1. 00。2块苗圃小麦叶锈菌群体间遗传距离为0. 021 5,遗传相似系数为0. 978 7,表明2个地块间小麦叶锈菌群体遗传相似性高。2个地块小麦叶锈菌遗传多样性(Ht)为0. 22,群体内遗传多样性(Hs)为0. 21,群体间遗传多样性(Dst)仅为0. 01,遗传分化系数(Gst)较低,为0. 05,表明2块苗圃间小麦叶锈菌群体遗传多样性较低,群体内多样性较群体间多样性更丰富。群体内遗传变异占总变异的94. 44%,群体间遗传变异占总变异的5. 56%,表明遗传分化在2块苗圃群体间和群体内都存在,但叶锈菌遗传变异主要来源于群体内变异。小麦叶锈菌遗传多样性与寄主品种有一定关系,小麦品种亲本来源相同,其上叶锈菌小种类型较为一致,遗传相似性高,亲缘关系近,遗传多样性低。