向日葵锈菌转录组SNP位点挖掘及所在基因功能注释

为了解向日葵锈菌基因组中SNP所在基因功能及其致病性,使用SOAPsnp软件对向日葵锈菌330小种不同萌发阶段(0,4,8 h)的转录组测序结果拼接得到的59 409条Unigene序列进行SNP检测,计算其发生频率并对其进行Nr、Nt注释、GO分类、COG分类、KEGG代谢通路注释与PHI比对。结果发现,共有29 966个SNP位点分别分布在8 321条Unigene上,SNP发生的频率为1/2 764 bp,其中转换19 599个,颠换10 367个。在所有变异类型中,A/G和C/T发生频率最高,分别达32.80%和32.60%。注释结果表明,分别有79.46%,43.00%的序列被注释到Nr、Nt数据库中,基因中涉及最多的为遗传信息过程通路,以翻译为主;最后将这些含SNP Unigene与病原菌寄主互作数据库PHI比对,共筛选到961条可能与向日葵锈菌致病性相关的含SNP的序列,因而认为,锈菌的致病性是由真菌细胞壁修饰蛋白和潜在的致病效应蛋白所致。结果可为以后进一步开发SNP遗传多态性、遗传图谱的构建提供理论依据,为研究向日葵锈菌毒力与功能奠定基础,并对向日葵的抗病育种研究具有重大意义。     

向日葵锈菌弹性金属蛋白酶基因克隆及生物信息学分析

为了研究向日葵锈病的致病机制,将向日葵锈菌转录组中表达量较高的一个基因(KU994904)中成熟部分进行生物信息学分析及基因克隆。利用Interpro对蛋白ORF区域进行分析,确定其成熟区域,通过生物信息学相关软件对其进行结构预测及预测分析,从向日葵锈菌中提取总RNA,并利用RT-PCR方法扩增此蛋白酶成熟基因并克隆。结果显示:该蛋白酶成熟基因序列全长1 335 bp,编码445个氨基酸,分子质量49.5 ku,其与M36家族中5条序列具有较高相似性,并发现同胞外金属蛋白酶基因序列相似度达到53.77%。因此,推断其为弹性金属蛋白酶。     

不同向日葵品种对黄萎病的抗性*

采用浸根接种法鉴定不同向日葵种质资源对黄萎病的抗性差异。结果表明：40份供试向日葵品种依据抗性划分标准共分为3类,其中中抗品种有5份如：‘118’、‘新葵杂5号’等;低抗品种有8份如‘767’、‘KJ003’等;其余27份供试材料均呈现感病;没有鉴定出免疫和高抗的向日葵品种。     

向日葵品种资源对菌核病抗性室内鉴定

利用两种不同的培养基培养核盘菌,用离体叶片接种方法对40个不同向日葵品种进行室内抗性鉴定,结果表明:在Minimal medium培养基上生长的核盘菌和PDA培养基相比,菌丝的生长速度大大降低。菌株经PDA培养基培养接种向日葵叶片后,不同向日葵品种之间抗性水平没有显著差异;而用Minimal medium培养基培养的菌株接种供试的向日葵不同品种叶片后,品种间表现出一定的抗性水平差异。依据接种后不同品种抗性水平的差异将供试向日葵品种划分为三组,即:抗病品种如食葵765、油葵KS7等,共3份;耐病品种如3146、新葵杂5号等,共9份;感病品种如LD1093、新葵杂6号等,共28份。     

油菜遗传转化体系中卡那霉素浓度的筛选及抑菌剂的选择

利用根癌农杆菌(Agribacteriumtumefaciens)介导的下胚轴转化方法,将一抗病基因转化甘蓝型油菜.在遗传转化体系的建立过程中进行了卡那霉素(Km)浓度的筛选及抑菌剂的选择,以确定合适的选择压力及适宜的杀菌剂.试验结果表明:选择培养基中附加25 mg/L Km较适宜;抗性苗筛选过程中羧苄青霉素(Cb)对芽苗分化影响较小,且在500 mg/L时能够很好的抑制农杆菌的过度生长.生根培养基中添加头孢霉素(Cef)和Cb对根分化的影响没有明显差异.     

浇水频率对向日葵黄萎病严重度和向日葵产量的影响

本试验通过对接种黄萎病的地块进行不同浇水次数的处理来调查分析浇水次数对向日葵黄萎病发生程度及产量的影响.结果表明随着浇水次数的增多,向日葵黄萎病的发病严重度也随之增加,且向日葵的产量呈现降低的趋势.在接种的地块中浇水1次的病情病指由29.0递增到浇水3次51.5;产量则由浇水1次的4690.95kg/公顷降低至浇水3次的3815.55kg/公顷.     

内蒙古7种向日葵品种苗期抗锈病性的鉴定

本试验用室内幼苗接种的方法,对内蒙古地区栽培的的7个向日葵品种进行抗锈病性的鉴定,结果表明:益民大白花葵、迪卡.杂交油葵、S40(Hyole ic40)油葵、S31(HySun33)油葵呈抗锈病反应型;益民星火花葵、益民大青花葵、益民花葵二号呈感锈病反应型。其中益民花葵二号最感病,S31(HySun33)油葵最抗病。     

向日葵全基因组NBS抗病基因密码子使用偏好性分析

为分析了解向日葵(Helianthus annuus L.)核苷酸结合位点(nucleotide binding site,简称NBS)型抗病基因编码时各密码子的使用情况,以向日葵全基因组NBS型抗病基因的255条基因序列为来源,利用CodonW软件对每个基因序列进行密码子统计分析.结果表明,向日葵NBS型抗病基因使用A/T(U)结尾的密码子占比大于G/C结尾的密码子,且有效密码子数(effective number of codon,简称ENC)平均值为51.40,整体偏好性较弱,但第3位碱基偏好使用以A/T(U)结尾的密码子.从同义密码子相对使用频率(relative synonymous codonw usage,简称RSCU)分析得到第3位为A、T结尾的密码子占密码子总数(RSCU>1)的比例最高.ENC-GC3s分布图表明,碱基突变是影响密码子偏好性的关键因素.同时相关性分析结果还表明,ENC与A3s、T3s呈极显著负相关关系,多种不同分析都印证了向日葵NBS型抗病基因序列偏好于以A/T(U)结尾的密码子.分析向日葵NBS型抗病基因密码子偏好性,通过优化密码子来提高NBS抗病基因在向日葵中的表达,可为向日葵分子改造和抗病育种提供理论依据.     

向日葵品种对锈病抗性的组织学和超微结构研究

为了进一步了解向日葵与向日葵锈病病菌的互作关系及品种的抗性机制,采用电子显微镜技术对向日葵品种对锈病抗性的组织学和超微结构进行研究.在电镜下观察发现,向日葵锈病菌侵染向日葵后,在感病品种和抗病品种上发育的组织学和超微结构特征有明显差异.病菌在感病品种细胞间隙分布有大量的胞间菌丝,寄主细胞发生质壁分离;叶绿体变形,叶绿体的片层结构排列零乱,直至叶绿体解体.在抗病品种上表现为菌丝生长受抑,没有观察到吸器的产生,寄主细胞的早期坏死与锈菌的发育受阻密切相关.品种的抗病性可能与饥饿阻止真菌生长有关.     

寡糖诱导向日葵抗锈病的信号转导途径

为了解寡糖诱导向日葵抗锈病过程中的信号转导途径,利用寡糖、水杨酸（SA）、茉莉酸（JA）预先喷雾处理向日葵叶片,1d后接种锈菌,通过对植株体内脂氧合酶（LOX）活性及SA含量的测定,并通过RT-PCR对SA、JA信号途径的标记基因PR5和PDF1.2等表达水平进行测定,初步确定诱导抗性表达的信号转导途径。结果表明：经寡糖诱导后,向日葵叶片内LOX活性降低,SA含量上升,且诱导水杨酸途径标记基因PR5表达量增加。结果说明寡糖诱导向日葵抵抗锈病主要与SA介导的信号途径有关。