不同温度下TMV侵染枯斑三生烟的LncRNA差异表达

【目的】 筛选不同温度下烟草花叶病毒（Tobacco mosaic virus,TMV）侵染后枯斑三生烟（Nicotiana tabacum var. Samsun NN）差异表达的长链非编码RNA（long non-coding RNA,lncRNA）,研究lncRNA在枯斑三生烟抗性反应中的作用。【方法】 N基因的温度敏感性使枯斑三生烟在25℃时具备对TMV的抗性、在31℃抗性丧失,在这两个温度条件下对枯斑三生烟接种TMV和磷酸盐缓冲盐水（phosphate buffered saline,PBS）,48 h后提取系统叶总RNA,构建链特异性文库后进行深度测序。对测序结果进行过滤后利用HTSeq将有效数据与近缘品种TN90（N. tabacum var. TN90）基因组比对,筛选得到lncRNA后利用FPKM法估计lncRNA的表达水平。通过edgeR筛选差异表达lncRNA（differentially expressed lncRNA,DElncRNA）,并利用qRT-PCR技术对这一结果进行验证。通过共定位及共表达分析预测DElncRNA的靶基因,通过参考基因组注释、GO和KEGG富集分析研究靶基因的功能。【结果】 4个处理共12个样本经lncRNA-seq各测得约8 000万条clean reads,共获得4 737条已知lncRNA、40 169条新lncRNA。其中64个lncRNA在不同温度条件下TMV侵染后存在差异表达,qRT-PCR测定结果显示这些lncRNA的测序正确率在80%左右,表明本研究所得测序数据具备较高的可信度。对DElncRNA进行靶基因预测,发现一些基因同时被25℃下调和31℃上调的DElncRNA靶向。靶基因注释功能丰富,主要参与植物抗病、激素和代谢等生理过程。部分可能与激素通路相关的lncRNA,在25℃下TMV侵染时呈现下调趋势,而在31℃下TMV侵染则呈现上调趋势。GO富集分析显示靶基因主要参与构成膜、囊泡等组分,具备钙、钾离子通道抑制剂活性等分子功能,使相应离子得以转运引发随后的反应,同时也参与发病、抗原加工和呈现、细胞分裂素代谢等生理过程。KEGG分析发现靶基因显著富集在植物激素信号转导通路,25℃下调和31℃上调的DElncRNA靶基因同时富集在激素信号传导、ABC运输蛋白、苯丙烷类生物合成等通路。【结论】 不同温度（25℃和31℃）条件下TMV侵染枯斑三生烟后,长链非编码RNA差异表达,DElncRNA通过作用于激素信号传导、物质转运等过程参与寄主系统获得性抗性反应。研究结果可为揭示植物系统获得性抗性中lncRNA的调控功能以及新型抗病毒技术开发提供依据。     

TMV侵染对枯斑三生烟叶片中Ca2+分布的影响

以枯斑三生烟为材料,用细胞化学沉淀法测定了TMV侵染对烟草叶片细胞中Ca^2＋分布的影响,并探讨了Ca^2＋在植物抗病性中的作用。结果发现,枯斑三生烟健叶中的Ca^2＋主要分布于细胞间隙和液泡,接种TMV后,细胞间隙中的Ca^2＋逐渐向细胞内转移,在接种后48h,Ca^2＋主要分布于过敏性坏死细胞和近坏死区细胞,远坏死区细胞间隙缺Ca^2＋;以后由于枯斑停止发展,在接种后96h远坏死区细胞逐渐恢复钙稳态。     

Resistance at the TM-2 locus in the tomato to tomato mosaic virus

Summary There are three known tomato mosaic virus (TMV) resistance factors, Tm-1, Tm-2 and Tm-2 ², in the tomato. Tm-2 ² is currently the most widely utilised in glasshouse cultivars. Both Tm-2 and Tm-2² can induce systemic necroses in response to virus infection. These are considered to be hypersensitive resistance reactions in view of the low virus concentrations in affected plants and because sub-inoculation usually fails to infect all plants possessing the same resistance gene. The literature relating to TMV resistance at the Tm-2 locus in the tomato is reviewed.Virulent strains may readily establish when Tm-1 or Tm-2 are used, but Tm-2 ² confers more effective resistance. The possible development of aggressive isolates capable of affecting Tm-2 ²/Tm-2² plants is discussed. The establishment of virus types which cause systemic necrosis at normal growing temperatures is considered more likely than widespread infection from fully virulent strain 2² mutants. However, the growing of crops isolated from the TMV reservoirs in the soil considerably reduces the likelihood of even this occurring.     

A random amplified polymorphic DNA (RAPD) molecular marker for the Tm-2 a gene in tomato

Summary A RAPD marker, linked to the Tm-2 ^agene engendering TMV resistance in tomatoes, was identified. The validity of the RAPD marker was corroborated by screening several tomato varieties, and correctly identifying those which carried Tm-2 ^a, as well as by F₂ segregation analysis. All tested resistant varieties descending from a common Lycopersicon peruvianum/esculentum ancestor, LA1791, exhibited this marker.     

一种侵染桃树的烟草花叶病毒(TMV)的分离鉴定

 从北京地区具有红叶及叶片侧脉失绿等综合症状的桃病株上分离到一种杆状病毒分离物P-1,初步鉴定为一TMV株系;制备抗血清微量沉淀法测定效价为1:1024,并应用于田间样品检测;提纯P-1分离物回接毛桃实生苗后,在上部叶片出现脉间失绿症状,用P-1抗血清作ELISA检测为阳性,肯定了TMV对桃的侵染及致病作用。     

壳寡糖类物质对烟草TMV的抑制及防御酶系的影响

在接种烟草花叶病毒(TMV)前几天,用自制的壳寡糖溶液处理心叶烟(Nicotiana glutinosa)和烟草品种NC89(Nicotiana tobaccumcvNC89),测定其在烟草上对TMV的抑制作用及引起的寄主体内防御酶系变化。结果表明:壳寡糖处理后,在心叶烟上对TMV的病斑抑制率在第10天达最高,为79.10%;在烟草品种NC89上对TMV的防效在第10天达最高,为32.41%。同时,壳寡糖处理可导致烟草品种NC89叶片的PAL、POD、PPO、SOD活性不同程度提高,可溶性蛋白含量增加。表明壳寡糖类物质可以诱导烟草对TMV的抗性,提高烟草的免疫能力。     

抑制烟草花叶病毒侵染的植物提取物的筛选

用半叶枯斑法,在心叶烟上测试了33种植物乙醇提取物水溶液对烟草花叶病毒(Tobacco mosaicvirus,TMV)侵染的抑制效果。结果表明,雪松、桉树提取物能较好地抑制病毒(TMV)侵染,抑制率达到89.7%,78.3%;此外,菟丝子、红花蔷薇、桑、红千层、杜鹃、桂花、香石竹、滇厚朴、荠菜、芦荟等植物提取物也具有抑制烟草花叶病毒(TMV)侵染的效果,抑制率均在50%以上。     

壳寡糖诱导植物抗病毒病研究初报

以海洋壳寡糖中科6号为试材,对寡糖类化合物抗病毒性质和抗病毒机理进行了初步研究。室内生测结果表明,烟草用50μg/mL中科6号预防处理后24h再接种烟草花叶病毒(TMV),其对由TMV引起的烟草花叶病毒病的相对防效为84.73%,显著高于对照;KI-I染色法试验结果表明,预防处理烟草半叶上的淀粉斑平均为35个,明显少于对照;叶绿素测定结果表明,50μg/mL中科6号预防处理的烟草叶绿素含量达8.67μg/g,高于发病对照和病毒A预防处理组,低于空白对照。     

本氏烟NbMBF1c的克隆、表达及在TMV侵染过程中的功能

【目的】烟草花叶病毒（tobacco mosaic virus,TMV）是危害茄科、十字花科、葫芦科等农作物的重要病毒,给农业生产造成了巨大损失。通过分子克隆获得本氏烟（Nicotiana benthamiana）多蛋白桥梁因子1c（multiprotein bridging factor 1c,MBF1c）,综合应用生物信息学、细胞生物学以及分子生物学手段,明确NbMBF1c的抗病毒功能和机制,为作物的抗病毒育种提供理论依据。【方法】根据Sol Genomics Network中报道的NbMBF1c序列全长,设计引物克隆NbMBF1c全长序列;使用GeneDoc及MEGA X对NbMBF1c蛋白和其他物种中的同源蛋白序列进行比对并构建系统进化树;利用生物信息学分析NbMBF1c的基因特征和蛋白结构;使用实时荧光定量PCR检测其组织表达及其在TMV侵染中的表达;利用烟草脆裂病毒（tobacco rattle virus,TRV）诱导的基因沉默（virus induced gene silencing,VIGS）技术沉默NbMBF1c后通过摩擦接种TMV-GFP,明确NbMBF1c对病毒侵染的影响;构建pART27-GFP-NbMBF1c和pART27-Myc-NbMBF1c瞬时过表达载体,在本氏烟叶片中表达融合蛋白GFP-NbMBF1c后在共聚焦显微镜下观察亚细胞定位,表达融合蛋白Myc-NbMBF1c后接种病毒观察TMV-GFP侵染情况;采用实时荧光定量PCR检测沉默NbMBF1c后相关激素基因的表达,分析NbMBF1c影响病毒侵染的机制。【结果】NbMBF1c全长441 bp,编码146个氨基酸,包含一个保守结构域HTH（helix-turn-helix）;系统发育分析表明,NbMBF1c与绒毛状烟草（Nicotiana tomentosiformis）MBF1c（XP_009614458.1）亲缘关系最近;NbMBF1c的表达具有特异性,在根中的表达量最高,其次是茎、叶和花;NbMBF1c定位于细胞质和细胞核中;沉默NbMBF1c会显著影响本氏烟株高,出现矮化等症状,接种TMV-GFP第5天时,沉默处理相较于对照组植株新叶病毒含量更高;瞬时过表达Myc-NbMBF1c融合蛋白,在注射叶接种TMV-GFP后,病毒侵染减少,但NbMBF1c并不与TMV组分互作;沉默NbMBF1c后,脱落酸（abscisic acid,ABA）合成关键酶基因NCED3、脱落酸受体PYL1、ABA信号转导因子ABAI1和蛋白激酶SnRK2E的表达量显著上调;茉莉酸（jasmonic acid,JA）合成途径AOS1上调表达,茉莉酸信号通路上的受体COI1下调表达。【结论】本氏烟MBF1家族NbMBF1c的表达受TMV侵染诱导,且主要定位于细胞质和细胞核。NbMBF1c作为植物抗TMV的正调控因子抑制病毒在本氏烟上的侵染。NbMBF1c不通过与TMV组分互作来抑制病毒侵染,而是通过调控植物激素的产生和信号传导来抑制病毒侵染。