小麦PR5Ks蛋白家族鉴定与分析

类PR5受体蛋白激酶（PR5 receptor-like protein kinase,PR5Ks）包含病程相关蛋白5(PR5)和激酶结构域,为植物类受体蛋白激酶（Receptor-like protein kinase,RLK）家族的1个亚族,与植物的抗病防御反应相关。本研究从小麦基因组中鉴定了17个PR5Ks基因,对其理化性质、基因结构、保守基序和启动子进行分析。结果表明,17个PR5Ks蛋白家族成员均为疏水性蛋白,氨基酸数目在415～663个,分子量在44.60～73.52 kD,等电点介于5.61～8.4,蛋白结构以无规则卷曲和α螺旋为主。顺式作用元件分析显示,在小麦PR5Ks基因转录起始位点上游2 000 bp序列中存在多种响应元件,包括SA、MeJA、厌氧诱导、低温等响应元件。为了明确17个小麦PR5Ks成员是否具有抗病性,对小麦在赤霉菌（Fusarium graminearum）和条锈菌（Puccinia striiformisf. sp.tritici）侵染过程中PR5Ks基因的表达规律进行分析,发现TaPR5K-3、TaPR5K-5、TaPR5K-9和TaPR5K-11受赤霉菌和条锈菌的共同诱导。利用实时荧光定量PCR(Quantitative real-time PCR,qPCR)技术检测了接种叶锈菌的小麦中基因的表达模式,结果显示,TaPR5K-3、TaPR5K-5、TaPR5K-9和TaPR5K-11这4个基因均受叶锈菌诱导且在抗病植株中高表达,表明他们在小麦与叶锈菌的互作中发挥正向调控作用。综上所述,本研究初步筛选到4个与小麦抗病相关的PR5Ks基因,为进一步揭示PR5Ks蛋白家族参与小麦生长发育及抗病防御反应提供参考。     

深州蜜桃果实腐烂病病原菌鉴定及拮抗菌株的筛选

为了明确引起深州蜜桃果实腐烂的病原菌种类,从而进行针对性的综合防治,本研究采用组织分离法从发病的蜜桃样本中分离获得2种不同的病原真菌,共计6株,分别命名为H-1、H-2、H-3和T-1、T-2、T-3。根据柯赫氏法则回接验证6株菌株,致病症状与田间发病症状一致,表明6株菌株均为深州蜜桃果实腐烂病致病病原菌。进一步通过病原菌形态观察与多基因系统发育分析,明确引起深州蜜桃果实腐烂的病原菌为2种类型：病原菌H-1、H-2、H-3为美澳型核果链核盘菌（Monilinia fructicola）,引起桃果实褐腐病;病原菌T-1、T-2、T-3为暹罗炭疽菌（Colletotrichum simamense）,引起桃炭疽病。为了获得对深州蜜桃褐腐病和炭疽病病原菌具有抑菌效果的生防菌株,利用平板对峙实验筛选对2种病原菌具有良好抑制效果的拮抗菌株。结果发现,解淀粉芽孢杆菌JK-21对H-1、H-2、H-3和T-1、T-2、T-3的抑菌率分别为75.1%和70%;贝莱斯芽孢杆菌JK-47对H-1、H-2、H-3和T-1、T-2、T-3抑菌率分别为77.8%和59.7%。本研究为蜜桃果实腐烂病的识别与生物防...     

利用GFP-Trap技术筛选与TaTLP1相互作用的蛋白

小麦类甜蛋白基因TaTLP1,在植物抗病防御反应中起重要作用。为筛选与TaTLP1相互作用的蛋白,本研究拟通过Gateway定向克隆技术构建带有GFP标签的重组载体TaTLP1-pEarleyGate103,在烟草中完成异源表达。利用GFP-Trap技术获得与TaTLP1互作的蛋白,质谱分析明确其种类。通过Western blot检测TaTLP1表达情况,以GFP抗体检测,膜上曝光结果显示,在约44 kD处出现条带,证明TaTLP1蛋白在烟草中成功表达;质谱分析GFP-Trap获得的洗脱蛋白,表明获得的候选互作蛋白中定位于胞外的病程相关蛋白1(Pathogenesisrelated protein 1, PR1)、非特异性脂质转移蛋白(Non-specific lipid-transfer protein, nsLTPs)等可能与TaTLP1存在互作。该试验为探索TaTLP1参与小麦抗叶锈病基因Lr19的防御反应机制奠定了理论基础。     

利用农杆菌介导法快速鉴定小麦病程相关蛋白基因TaPR1的功能

本研究拟采用农杆菌瞬时表达体系,在小麦叶片中快速表达目的基因,以鉴定其在小麦抗叶锈病防御反应中的功能。在前期研究基础上,将已克隆获得的小麦病程相关蛋白基因TaPR1构建到小麦过表达载体pLGY-02,转化农杆菌菌株GV3101。然后以感病小麦品种‘金禾9123’为试材,将携带pLGY-02-TaPR1重组质粒的农杆菌GV3101注射到小麦叶片中,以空载体pLGY-02为对照。3 d后接种叶锈菌,14 d后观察小麦叶片表型。同时,在接菌后24、36、48 h时分别采集小麦叶片材料,利用DAB组织化学染色法,监测接种叶锈菌后叶片中H_2O_2的变化,并通过组织病理学显微观察,快速验证TaPR1在小麦与锈菌互作过程中的功能。结果发现,注射重组质粒pLGY-02-TaPR1的叶片发病程度、叶片孢子堆数均轻于、少于对照组叶片,且发病滞后;DAB组织化学染色结果表明,TaPR1表达量增加使得H_2O_2的清除在一定程度上受到抑制,小麦叶片中H_2O_2的分布与积累量均显著多于对照组叶片,说明TaPR1对小麦叶锈菌的致病性具有抑制作用,即TaPR1基因参与了小麦抗叶锈病防御反应。本研究成功构建了能在小麦中瞬时表达的重组载体pLGY-02-TaPR1,并建立了农杆菌介导的在小麦叶片细胞中高效表达外源基因的转化体系,为利用瞬时表达法验证小麦抗性基因功能奠定了基础。