大豆细菌性斑点病侵染大豆品种叶片的超微结构观察

大豆细菌性斑点病是严重危害大豆生产的叶部病害。本研究采用针刺法,对高抗大豆细菌性斑点病4号生理小种的大豆品种绥农8和高感品种合丰25分别接种大豆细菌性斑点病4号生理小种后,进行透射电镜观察。结果表明,随着接种时间的增加,抗感大豆品种叶片超微结构出现了明显差异,接种120h后,抗病品种叶片细胞内部结构基本上比较完整,而感病品种叶片细胞内部结构发生了较大的变化,细胞质膜、核膜、核质及叶绿体均受到严重的破坏;叶绿体基粒片层消失,大部分叶绿体膜也逐渐解体,线粒体的空泡化严重,说明大豆细菌性斑点病引起细胞结构病变在抗感品种间的表现不同。研究为揭示大豆细菌性斑点病病原菌的致病机理奠定一定的理论基础。     

野生大豆接种大豆疫霉根腐病菌后超氧化物歧化酶活性变化

对大豆疫霉菌胁迫下抗感不同野生大豆根、茎、叶中超氧化物歧化酶(superoxide dis-mutase,SOD)活性的变化进行了初步研究。结果表明:接种大豆疫霉根腐病菌后,抗感野生大豆根、茎、叶中SOD活性在病程的大部分阶段多高于相应对照,且总体而言,抗病野生大豆比感病野生大豆SOD活性较相应对照增幅大。     

P-loop，Bet v 1结构域的缺失及突变对GmPR10 和Gly m 4l 抑制大豆疫霉菌能力的影响

大豆疫霉根腐病是由大豆疫霉菌（Phytophthora sojae）引起的危害大豆生长的严重病害。课题组前期研 究表明具有P-loop 结构域的GmPR10（Gene Bank accession no. FJ960440)和具有P-loop、Bet v1 结构域的Gly m 4l （Gene Bank accession no. HQ913577.1)抑制大豆疫霉菌生长，并且过表达GmPR10 和Gly m 4l 的转基因大豆植株可 以提高对大豆疫霉根腐病的抗性。为研究GmPR10 和Gly m 4l 抑菌机理，本研究利用点突变技术，获得了GmPR10 的P-loop结构域突变体（Gly48/Thr48和Gly51/Arg51）、Gly m 4l的P-loop结构域突变体（Gly49/Ile49和Lys55/Pro55）、GmPR10 和Gly m 4l的P-loop结构域以及Gly m 4l的Bet v1结构域缺失突变体，并纯化回收相应突变体蛋白，进行体外抑制 大豆疫霉菌试验。结果表明，突变或缺失P-loop，Bet v1结构域的GmPR10和Gly m 4l失去了抑制大豆疫霉菌（Race 1）生长的能力，说明P-loop、Bet v 1结构域对GmPR10和Gly m 4l行使抑菌功能至关重要。     

大豆主要脂肪酸含量近红外模型的建立

为提高大豆脂肪酸品种的育种进程,使用气相色谱法测量289份大豆籽粒样品的脂肪酸含量,并用近红外谷物品质分析仪NIRFIEX N-500采集大豆样品近红外光谱值,采用主成分回归法将化学试验测定的数值与采集的光谱曲线对应拟合整理分析建立定标模型。每种脂肪酸建立11个定标标准,选取决定系数定标Q值中最高的数值为定标模型。结果显示5种脂肪酸定标模型的适宜Q值分别为:棕榈酸0.823 5、硬脂酸0.854 1、油酸0.819 6、亚油酸0.829 1、亚麻酸0.836 3。最后验证结果表明,近红外法测量值与化学试验测定值误差均在1.5%误差范围之内,证明所建立模型质量较好,具有使用价值,可用于大豆育种材料脂肪酸含量的快速测量。     

大豆GmPR10基因启动子的克隆及序列分析

GmPR10基因是病程相关蛋白PR10(pathogenesis-related proteins 10)在大豆中的同源基因。为探明大豆GmPR10基因的表达调控规律,应用PCR技术从大豆抗疫霉根腐病品种绥农10号中克隆了GmPR10基因上游2 235 bp的启动子序列pGmPR10,定向替换pBI121载体的CaMV35S组成型启动子,构建植物表达载体pBI121/pGmPR10/GUS,并转化农杆菌侵染烟草叶盘。GUS染色结果表明,pGmPR10受聚乙二醇(PEG)、低温(4℃)、水杨酸(SA)、茉莉酸(JA)和脱落酸(ABA)诱导表达,因此推测GmPR10基因可能参与植物激素调节植物生长发育的过程,以及生物胁迫和非生物胁迫条件下植物对环境响应的过程。此外,利用PLACE和Plant CARE在线启动子预测工具分析pGmPR10,结果表明:pGmPR10含有启动子的一般结构TATA-box和CAAT-box,光应答元件,生长素和细胞分裂素响应元件,热激元件,低温应答元件,干旱应答元件以及ABA、SA、JA应答元件等。     

大豆疫霉根腐病菌毒素处理不同大豆品种后过氧化物酶活性的变化

大豆疫霉根腐病是危害大豆生产的世界范围的毁灭性病害,毒素在其致病过程中起着重要作用.对大豆疫霉根腐病菌毒素胁迫下抗感不同大豆品种根、茎、叶中过氧化物酶(POD)活性的变化进行了初步研究.结果表明:适宜浓度的毒素(稀释100倍, 浓度为0.0897 mg·mL-1)处理后,抗病大豆品种根、茎和叶中POD活性在病程的大部分阶段与对照相比都有升高,并且根中比茎叶中的POD反应更敏感;感病品种虽然在某些病程阶段POD活性较对照有一定的提高,但幅度不大,在病程其它阶段POD下降幅度远大于升高幅度.而浓度相对较高的毒素(稀释50倍,浓度为0.1794 mg·mL-1)处理后抗感品种根、茎和叶中POD活性的变化较稀释100倍浓度毒素幅度小.     

疫霉根腐病菌毒素对大豆不同组织中多酚氧化酶的影响

大豆疫霉根腐病是危害大豆生产的世界范围的毁灭性病害,毒素在其致病过程中起着重要的作用。本文对大豆疫霉根腐病菌毒素胁迫下抗感不同大豆品种根、茎、叶中多酚氧化酶(PPO)活性的变化进行了初步研究,结果表明:适宜浓度的毒素(稀释100倍,浓度为0.0897mg/mL)处理后,抗病品种根、茎和叶中PPO活性在病程的大部分阶段与对照相比都升高,并且根中的PPO比茎叶中的PPO反应更敏感;而感病品种在整个病程中虽然在某些阶段较对照有一定的提高,但幅度不大,在病程其他阶段PPO下降幅度远大于升高幅度。而浓度相对较高的毒素(稀释50倍,浓度为0.1794mg/mL)处理后抗感品种根、茎和叶中PPO活性的变化较稀释100倍浓度毒素幅度小。     

加拿大小麦生产和锈病防治

小麦是加拿大种植面积最大的作物,大部分种植于加拿大西部曼尼托巴省、萨斯喀彻温省、阿尔伯塔省的草原省份。在加拿大小麦种植面积大约有1 000万hm2,包括700万hm2的六倍体春小麦,200万hm2的硬粒小麦和100万hm2的冬小麦。六倍体小麦又根据不同的质量标准和多样化的食品分类、市场需要等划分成很多类。其中最主要的一类叫加西硬红类(CWRS),是加拿大最主要用于做面包的春小麦品种系列。历史上危害小麦的病害主要是由秆锈菌(Puccinia graminisf.sp.tritici)引起的小麦秆锈病。在加拿大抗秆锈病的第一个重要品种是Thatcher,从20世纪30年代到70年代早期广泛种植。然而Thatcher对由叶锈菌(P.triticina)引起的叶锈病十分感病。多年来,随着含其他抗锈基因(主要是Sr2,Sr6,Sr7a,Sr9b,Lr13,Lr14a,Lr16,Lr34)品种的育成和推广,秆锈病得到了很好的控制,但叶锈病却由于P.triticina种群变化,导致例如Lr13和Lr16抗性基因的抗性丧失,仍然造成很大的损失。小麦条锈病主要由柄锈菌(P.striiformisf.sp.tritici)引起的,长期以来,条锈病是阿尔伯塔南部灌溉区小麦生产上的主要病害,但是自2000年以来,小麦条锈病已经在加拿大中部草原区和安大略南部发现,并造成严重危害。加拿大小麦品种中,只有少数含有中抗水平的Yr18抗条锈基因,而大多数小麦品种对条锈病的抗性基础及抗病遗传尚不清楚。展望未来,锈病仍然是加拿大小麦的主要病害,如条锈病或者是具有高致病力的秆锈病小种,Ug-99可能会是加拿大小麦及谷物生产的新威胁,目前解决这些问题的最好策略是致力于长期的抗锈病遗传育种研究,包括聚合有效耐用的基因,对基因进行有效的部署和聚合抗性基因使遗传资源最大化等手段。将科研重点放在自然遗传抗病方面旨在使加拿大农民能够按对自然环境有利的方式来生产化学残余量最少的小麦,从而在国内和国际市场竞争中占据优势。     

大豆疫霉根腐病抗性相关基因SDR1的克隆及功能分析

【目的】获得大豆疫霉根腐病抗性相关基因,为培育大豆抗病品种提供理论依据。【方法】在以大豆抗病品种绥农10构建的受疫霉菌诱导后差异表达的cDNA消减文库的基础上,选取文库中一条与其它植物的DR1基因具有较高同源性且上调表达的EST序列。通过RT-PCR方法从绥农10中克隆该基因,并构建到植物表达载体pCAMBIA3301上,以感病品种东农50的子叶节为外植体通过根癌农杆菌介导的方法进行大豆遗传转化。【结果】该基因全长805 bp,开放读码框为471 bp,编码156个氨基酸,在此命名为SDR1。遗传转化获得转基因PCR鉴定阳性植株5株,Real-time PCR检测T1转基因植株较非转基因植株SDR1表达量提高20倍以上的有3株,经Southern杂交分析表明,出现杂交信号的有3株。经离体叶片接种大豆疫霉菌,转基因大豆的抗性较非转基因大豆明显提高。【结论】成功克隆了大豆疫霉根腐病抗性相关基因SDR1,并通过对过量表达的大豆转基因植株的抗病性鉴定初步确定了SDR1的抗病功能。     

野生大豆接种大豆疫霉根腐病菌后总多酚含量的变化

大豆疫霉根腐病是由大豆疫霉菌(Phytophthora sojae Kaufmann&Gerdemann)引起的一种严重危害大豆生产的土传性病害,可在大豆生长的各个时期对其造成危害。总多酚(polyphenol)是植保素的重要组成成分,与植物抗病性密切相关。研究将抗感不同的野生大豆接种大豆疫霉菌,并测定其根、茎、叶中总多酚的含量。结果表明:接种大豆疫霉根腐病菌后,抗感野生大豆根、茎、叶中总多酚活性在病程的大部分阶段均高于相应对照。总体而言,抗病野生大豆总多酚类物质含量变化幅度(30%,55%,-40%,-100%)高于感病野生大豆(20%,35%,50%,90%)。