马铃薯StPR1基因克隆及表达特异性分析

为了探究病程相关蛋白(Pathogenesis related protein,PR蛋白)与马铃薯抗病的相关性,检验其在马铃薯中抗软腐病、青枯病、干腐病的能力。在前期的马铃薯抗病性研究中对PRs的17个家族基因结合转录组数据进行分析及基因的筛选,最终确定PR1为试验的研究对象。选用马铃薯大西洋品种为材料,由黑龙江省农科院提供,主要进行StPR1基因的克隆,并对其进行生物信息学分析;将真菌接骨木镰孢、燕麦镰孢以及导致软腐病和青枯病等细菌为胡萝卜软腐欧文氏菌、菊欧氏菌、胡萝卜软腐欧文氏菌马铃薯黑胫亚种、茄科雷尔氏菌接种到马铃薯块茎后进行StPR1基因表达特异性分析。结果显示,StPR1基因长度为540 bp,编码179个氨基酸,蛋白质疏水性及亲水性预测PR1蛋白序列的GRAVY值在+4～-3之间,含有亲水区及疏水区,蛋白质二级结构预测其属于混合型蛋白,蛋白质三级结构预测发现其为紧密复杂的螺旋结构,具有SCP_PR-1_like保守结构域,其与辣椒PR1基因在一个进化分支上,相似性较高。qRT-PCR结果显示,StPR1基因的表达量表现为抗真菌胁迫高于细菌胁迫,并预测其抗干腐病的能力强于抗软腐病及青枯病的能力。综上所述,当马铃薯受到外界病原菌侵害时,StPR1在马铃薯的抗病过程中发挥着重要的作用。     

T-2毒素在马铃薯品种对镰刀菌干腐病抗性评价中的应用

为明确T-2毒素作为抗病筛选指标的可行性,采用T-2毒素对不同抗性的马铃薯品种进行抗病性评价,对其进行抗病生理生化特性研究。结果表明,50 ng/mL T-2毒素可以作为马铃薯抗干腐病抗病性筛选的最佳指标。在生理生化测定中,经T-2毒素处理的3个品种块茎内的可溶性糖和还原糖含量均增加;细胞防御酶——超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性增强;苯丙氨酸代谢途径关键酶苯丙氨酸解氨酶(PAL)和4-香豆酰-辅酶A连接酶(4CL)活性提高;丙二醛(MDA)含量升高。抗病品种可溶性糖、还原糖、SOD、POD、PAL、4CL生理指标均高于感病品种,而抗病品种的MDA含量低于感病品种。由此表明,T-2毒素可以作为马铃薯抗病筛选的指标。     

转马铃薯StPR1基因烟草抗病性及生理特性分析

为明确马铃薯StPR1基因在抗病中的作用,构建了植物表达载体pBI121-StPR1,并通过农杆菌转化法将StPR1基因导入烟草中,采用不同的致病菌对转基因烟草进行处理,对其抗病性及生理特性进行研究,包括细菌病害软腐病(胡萝卜软腐欧文氏菌、菊欧氏菌和胡萝卜软腐欧文氏菌马铃薯黑胫亚种)和青枯病(茄科雷尔氏菌)、真菌病害干腐病(接骨木镰孢、燕麦镰孢)致病菌。结果表明,接种致病菌后,转基因型烟草和野生型烟草叶片上的病斑直径会随着病菌胁迫时间的延长而增大,并且转基因型烟草病斑直径明显小于野生型烟草;在生理特性分析中,野生型烟草和转基因烟草叶片中生理指标都会随着病菌胁迫时间的延长而呈上升趋势,但转基因烟草SOD、POD和CAT活性较野生型烟草均有不同程度的提高。抗病性及生理特性分析结果均表明,转基因烟草对于致病细菌和真菌均具有更强的抗性,说明StPR1基因在马铃薯植物抗病中起着重要的作用,为PR1基因在植物的抗病方面提供了理论基础。     

假苍耳不同部位水浸提液对5种土著植物化感作用的研究

为探究外来植物假苍耳对土著植物种子萌发和幼苗生长是否存在化感作用,分别利用其水浸提液处理5种土著植物种子。结果显示,假苍耳不同部位浸提液存在不同程度化感作用,且其不同部位化感作用强度不同,叶浸提液抑制作用最强。从叶中分离出的3种组分中中性组分化感效应强于酸性和碱性组分。不同的土著植物对假苍耳同一部位浸提液敏感程度也不同,狗尾草和苋种子萌发对假苍耳不同部位浸提液均表现敏感,大籽蒿、藜、稗对假苍耳不同部位浸提液则表现出低促高抑的趋势。