软腐病菌胁迫下甘薯生理生化响应及转录组分析

为明确软腐病害生理机制,提高甘薯贮藏期的品质,以浙江地区甘薯主要鲜食品种‘心香’为试验材料,对其病菌侵染前后的生理生化响应和转录组学进行分析。结果表明：1）软腐病侵染后,甘薯抗氧化酶和细胞壁降解酶活性显著提高,超微结构显示甘薯细胞结构受到严重破坏。2）甘薯软腐病侵染过程中有12 205个基因发生显著变化,其中7 505个上调表达,4 700个下调表达;GO类目中,差异表达基因（DEGs）被富集到细胞器、膜等细胞部位,代谢过程、生物活性和相应刺激反应等生物过程,催化活性等分子功能。KEGG注释分析可知,DEGs显著富集在苯丙烷代谢、碳代谢、淀粉蔗糖代谢、氨基酸生物合成、柠檬酸循环和激素信号转导次生代谢产物的生物合成中。本研究为进一步甘薯抗病相关基因功能的研究和抗病机理的解析提供了理论参考。     

红橘响应褐斑病菌侵染的转录组学分析

【目的】明确红橘(Citrus reticulata Blanco, cv. Hongjv)接种褐斑病致病菌——链格孢菌橘致病型(Alternaria alternata tangerine pathotype)后基因种类和表达量在转录水平的变化规律,确定红橘响应该致病型侵染的关键基因。【方法】采用链格孢菌橘致病型接种红橘离体叶片,28 h后选取感病叶片和未接种叶片提取RNA,进行转录组高通量测序,然后利用生物信息学分析,以甜橙基因组为参考,以|log2 fold change|≥1,q-value≤0.01为阈值选取感病和健康红橘叶片转录组的差异表达基因,应用GO数据库对差异表达基因(differentially expressed gene,DEG)进行功能分类,KEGG分析代谢途径,MapMan软件分析生物胁迫信号通路相关基因的表达变化。采用qRT-PCR方法对测序结果进行验证。【结果】红橘接种链格孢菌橘致病型28 h后产生大量与胁迫相关的差异表达基因,获得上调差异基因5 173个,下调差异基因6 555个。GO功能分类显示差异基因主要与蛋白结合、膜、氧化还原过程等相关。通过KE...     

杨树受溃疡病菌侵染初期的转录组

欧美杨细菌性溃疡病是一种对杨树人工林造成严重损害的新型枝干病害。为探讨杨树抵御该病害的分子机制,分别以染病初期和未染病的中林46杨(Populus×euramericana‘Zhonglin 46’)树皮组织为材料开展了转录组测定和分析。基因差异表达结果表明,2 597个基因在中林46杨受到溃疡病菌侵染初期发生变化,其中1 412个基因表达上调,1 185个基因表达下调。表达量变化最大的前20个基因包含了编码锌指蛋白、漆酶、内切几丁质酶、胰蛋白与蛋白酶抑制剂等与抗病相关的基因。差异表达基因的GO注释和KEGG通路富集性分析进一步表明,类黄酮和苯丙烷类物质在杨树抵御病原菌侵染的初期起了一定作用。有趣的是,发现维生素B6代谢、有机含硒化合物代谢和苯并恶嗪生物合成通路等抗病相关通路的差异表达基因在染病初期全部或绝大部分受到诱导。     

茶树花不同发育时期的转录组分析

为了揭示茶树花不同发育时期生长发育和生化成分代谢的分子机制,以‘黄棪’茶树品种为研究对象,通过高通量测序技术对茶树花两个发育时期(花苞期、开放期)的转录组进行比较分析.结果显示:转录组测序共获得135 039 271个过滤序列,GC含量为44.30%～45.35%;茶树花两个发育时期共获得18 352个差异表达基因,其中,上调的基因有8 019个,下调的基因有10 333个.对差异表达基因进行基因本体论(GO)及京都基因和基因组百科全书(KEGG)分析,发现其主要富集在与茶树花生长发育、生化成分形成有关的植物激素信号转导、光合作用—天线蛋白、植物的昼夜节律、糖胺聚糖降解等代谢途径上.本研究结果表明,茶树花的发育受到植物激素的调控和光周期的诱导,与氨基酸、可溶性总糖有关的代谢途径随着花的发育发生了变化,该结果为进一步研究茶树花发育过程中的动态变化提供了参考.     

基于转录组分析筛选牛心朴子响应低温胁迫的转录因子家族

[目的]从转录水平分析牛心朴子在低温胁迫下的差异表达基因,筛选响应低温胁迫的转录因子家族,鉴定出牛心朴子低温胁迫响应的关键调控基因,为全面解析逆境胁迫响应分子调控网络及有效挖掘关键调控基因提供理论参考.[方法]通过高通量测序技术对低温胁迫(CT组)和常温处理(对照,CK组)的牛心朴子cDNA文库进行转录组测序分析,对差异表达基因进行功能注释和富集,鉴定出响应低温胁迫的转录因子家族,并选取4个差异表达的转录因子基因进行实时荧光定量PCR检测,以验证转录组测序结果的可信度.[结果]从CK组和CT组共获得30.50 Gb的原始数据,Cycle Q20平均值在96%以上,经数据过滤及去冗余后,拼接组装获得100006条Unigenes,但其功能注释率较低,有47082条至少在一个数据库中被功能注释,占Unigenes总数的47.07%;而在NR、NT、KO、SwissProt、PFAM、GO和KOG数据库中均被注释的Unigene有7070条,仅占Unigenes总数的7.06%.GO功能富集分析筛选到5545个差异表达基因,其中,上调表达基因2039个,下调表达基因3506个,分别富集到生物过程、细胞组分和分子功能三大类别中.从牛心朴子Unigene中共鉴定到83个转录因子家族的1826个转录因子,其中,以MYB转录因子家族成员数目最多,为136个(占7.45%).从差异表达基因中筛选到与低温胁迫有关的66个转录因子家族的550个转录因子,其中MYB、C3H、bHLH、AP2-EREBP、C2H2、NAC、bZIP、CCAAT和WRKY等转录因子家族均有大量转录因子能被低温胁迫诱导表达.基于实时荧光定量PCR的牛心朴子低温胁迫下转录因子基因表达水平检测结果与转录组测序分析结果基本一致.[结论]MYB、C3H、bHLH、AP2-EREBP、C2H2、NAC、bZIP、CCAAT和WRKY等转录因子家族成员在牛心朴子响应低温胁迫时发挥主导作用,同时各家族转录因子间存在共表达性或协同作用,通过复杂的转录调控网络发挥重要调节作用,进而提高牛心朴子对低温胁迫的耐受性.     

基于转录组学的植物响应盐胁迫调控机制研究进展

盐胁迫是限制植物生长和产量的重要环境因子之一.经过长期的进化,植物已形成了一套响应盐胁迫的调控机制.转录组学可以从植物mRNA整体转录水平揭示植物响应盐胁迫的调控机制,对研究植物抗盐、耐盐具有重要意义.本文针对转录组学在植物响应盐胁迫调控机制中的研究,简述了植物体内的信号传导、渗透调节、内源激素合成、光合作用、活性氧清...     

转录组学分析揭示高粱对麦二叉蚜抗性的响应机制

[目的]麦二叉蚜是高粱生产过程中引起蚜害的主要优势种群之一,前期研究发现高粱抗蚜种质PI550607在苗期和成株期均抗麦二叉蚜,本研究通过转录组测序技术研究PI550607抗蚜相关基因的调控机制和代谢通路,为高粱蚜虫防控技术研究与抗蚜品种选育提供理论指导。[方法]以抗蚜品种PI550607为试验材料,室内培养出苗后2周进行人工接蚜,进行对照组0、12 h以及接蚜后12 h采样,提取RNA,进行转录组测序,对测序数据进行生物信息学分析,筛选差异基因,根据差异基因进行基因功能及代谢通路分析。同时,采用qRT-PCR方法对测序结果进行验证。[结果]PI550607对麦二叉蚜表现出较好的抗性。在蚜虫取食12 h后受蚜虫取食诱导的差异表达基因200个,其中上调基因188个,下调基因12个。基因功能注释显示上调表达的基因主要为植物激素代谢途径、苯丙烷类生物合成、类黄酮生物合成、谷胱甘肽代谢相关的基因以及WRKY转录因子,细胞色素P450等基因。GO富集分析显示在188个上调表达基因中有178个基因获得注释,分布于35个注释条目中,其中与植物抗虫相关的过程主要有苯丙烷类生物合成过程、响应生物胁迫以及...     

波纹龙虾对亚硝酸盐胁迫响应的转录组学分析

为了探究波纹龙虾Panulirus homarus对亚硝酸盐的胁迫响应机理,采用转录组学测序分析方法,进行了正常养殖条件下波纹龙虾(体质量为39.00 g±5.31 g)肝胰腺和质量浓度为80 mg/L亚硝酸盐胁迫7 d的肝胰腺转录组比较研究。结果表明：转录组共筛选得到264个差异表达基因,其中,86个基因上调表达,178个基因下调表达;GO功能注释显示,被注释的差异表达基因主要与结合、催化和代谢等功能有关;KEGG通路富集分析显示,差异表达基因在黏着斑、白细胞跨内皮层迁移、胰岛素抵抗、紧密连接、淀粉与蔗糖代谢等通路中显著富集;随机挑选9个差异表达基因进行qRT-PCR验证,发现荧光定量结果与测序结果基本一致。研究表明,在亚硝酸盐胁迫下,通过GO和KEGG分析发现差异表达基因主要富集在能量代谢、生长和免疫等通路中,挖掘出的数据可为后续研究提供科学参考。     

大豆根系响应早期缺铁胁迫的转录组分析

[目的]本文旨在探明2个大豆品种根系对早期缺铁胁迫的响应差异.[方法]以铁高效品种'吉育99'和铁低效品种'吉育93'大豆为材料进行水培试验,将对照(25μmol?L-1 Fe)和早期(1和6 h)缺铁胁迫(1μmol?L-1 Fe)处理的大豆根系进行转录组测序.[结果]与对照相比,铁高效大豆品种差异基因数随着缺铁胁迫...     

魔芋软腐病菌的分离鉴定及其 GFP 标记

为了解贵州魔芋软腐病的致病病原,对取自贵州台江县的魔芋软腐病病原菌进行了分离、回接和鉴定。结果表明：在分离到的16个菌株中发现1株病原菌能引起魔芋软腐病,通过16S rDNA 序列分析发现该病原菌为菊欧文氏杆菌（Erwinia chrysanthemi ）;通过化学转化法,成功获得了病原菌绿色荧光蛋白标记的工程菌株。     

魔芋专用生防放线菌有机肥对板栗林下魔芋的促生作用

为探讨魔芋专用生防放线菌有机肥对魔芋生长的影响,采用小区试验研究魔芋专用生防放线菌娄彻氏链霉菌(Streptomyces rochei)D74生物有机肥对魔芋光合生理特性、生物量、产量及球茎品质的影响。结果表明:1生物有机肥D74+100和D74+50处理,魔芋叶片气孔导度、蒸腾速率分别较对照增加66.30%和66.85%、46.15%和49.65%(P0.05)。2放线菌生物有机肥D74+100处理,魔芋叶片PPO活性和可溶性蛋白质量分数分别较对照增加18.58%和32.54%,而MDA质量摩尔浓度降低31.27%,处理与对照差异均达显著水平(P0.05)。3生物有机肥D74+50处理,魔芋株高和叶长分别较对照显著增加24.32%和19.72%。生物有机肥D74+100处理根茎总数量、块茎667m2产量及生长系数分别较对照增加26.38%、74.25%及74.32%;球茎葡甘聚糖、淀粉及纤维素质量分数分别较对照增加30.60%、17.10%及7.19%,处理与对照差异均达显著水平(P0.05)。可见,供试生防放线菌生物有机肥对魔芋有显著的促生作用,其通过影响植株的光合生理、生化及诱导抗性提高魔芋产量,改善球茎品质。     

魔芋根域优势真菌鉴定和化感作用及其生防放线菌的筛选

【目的】探索魔芋软腐病株根区、根表土壤及根系大量存在的优势真菌F3和F8是否具有致病性和化感活性;筛选针对该优势真菌及魔芋软腐病原细菌的高效广谱生防放线菌。【方法】从魔芋健株和病株中分离F3和F8菌株,根据菌落形态及rDNA-ITS序列分析对2株真菌进行鉴定;离体侵染法测定菌株对魔芋球茎及胡萝卜离体组织的致病性;测定真菌粗毒素溶液对甜瓜种子萌发、幼苗生长的化感活性;采用琼脂块和发酵滤液法筛选能拮抗优势病原真菌和魔芋软腐病原细菌的生防放线菌。【结果】1在魔芋软腐病株根区、根表土壤及根系中存在大量的F3和F8,经鉴定,2株真菌分别为腐皮镰刀菌(Fusarium solani)和尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum),其发酵粗滤液对魔芋离体球茎及胡萝卜有致病性,其粗毒素溶液能抑制甜瓜种子萌发和幼苗生长。2筛选得到6株对优势病原真菌镰刀菌和魔芋软腐病原细菌均有较强拮抗作用的生防放线菌。【结论】魔芋软腐病株根区、根表土壤及根系大量存在的优势真菌腐皮镰刀菌和尖孢镰刀菌具有致病性和化感抑制活性,是魔芋软腐病发生时的复合侵染有害菌之一;以2株镰刀菌为靶标菌筛选到的6株生防放线菌对魔芋软腐病株根域大量存在的优势有害真菌及软腐病原细菌均有较强的拮抗作用。     

菌剂与钾肥配施对连作魔芋生长、生理代谢和发病率的影响

以安康当地花魔芋为材料进行盆栽试验,研究娄彻氏链霉菌（Streptomyces rochei）菌剂D74与钾肥配施对连作魔芋生物学性状、块茎产量、叶绿素含量、活性氧代谢、渗透调节物质含量及软腐病的影响,为魔芋连作障碍微生物-化学双重修复提供理论依据。结果表明：菌剂与钾肥配施对连作魔芋具有一定的促生防病作用,使魔芋单株块茎鲜质量和生长系数分别较对照显著增加86.7%和85.9%,软腐病病情指数降低 33.0%。配施处理中,钾肥和菌剂分别在促进魔芋块茎膨大和抑制软腐病方面发挥主导作用。菌剂与钾肥配施促进魔芋叶片叶绿素的合成,其叶绿素a及叶绿素(a+b)含量分别较对照显著增加51.0%及34.6%,同时叶绿素a/b及叶绿素(a+b)/类胡萝卜素比值分别提高41.8%及22.2%。配施的菌剂效应对叶绿素合成的促进作用占主导地位。菌剂与钾肥配施显著提高魔芋的诱导抗性,其叶片过氧化物酶活性、可溶性蛋白和可溶性糖含量分别为对照的3.1倍、2.9倍和2.2倍。采用主成分分析法对魔芋相关19个生理生化指标分析得出特征值、贡献率、累积贡献率和主成分载荷矩阵,提取3个主成分（叶绿素b、叶幅和相对防效）综合评价菌剂与钾肥配施对魔芋连作障碍的修复效果。不同施肥处理综合得分高低顺序为：菌剂与钾肥配施>单施钾肥>单施菌剂>不施肥对照。综上所述,娄彻氏链霉菌菌剂D74与钾肥配施能提高连作魔芋产量并降低植株发病率,有效缓解连作障碍。     

珠芽黄魔芋软腐病病原菌分离与鉴定

为了对引种驯化的珠芽黄魔芋软腐病病害进行有效防控,采集陕西省镇巴县有软腐病发病症状的珠芽黄魔芋叶柄进行病原细菌分离纯化、致病性检测、分离菌株的菌落形态特征观察、生理生化特征及16S rDNA序列比对分析。试验结果表明,从软腐病症状的珠芽黄魔芋叶柄中分离获得了不同形态的15株细菌,致病性试验发现其中的ZYH1菌株可使珠芽黄魔芋、花魔芋、胡萝卜和白菜离体组织表现出软腐症状,并导致珠芽黄魔芋和花魔芋植株发病。分离的ZYH1菌株单菌落圆形突起,乳黄色,边沿光滑整齐,杆状菌体,16S rDNA序列分析结果表明,该菌株与已报道的胡萝卜软腐果胶杆菌(Pectobacterium carotovorum)亲缘关系最近,相似度为99.6%。这是陕南地区首次报道由胡萝卜软腐果胶杆菌引起的珠芽黄魔芋软腐病害,该研究结果有助于为引种驯化的珠芽黄魔芋软腐病害防治提供理论依据。     

截形叶螨雌成螨应对高温胁迫的转录组分析

为明确截形叶螨Tetranychus truncatus雌成螨应对热胁迫的差异表达基因,采用Illumina HiSeq 4000进行转录组测序。结果表明,截形叶螨雌成螨热胁迫后共检测到17 577个差异基因,其中12 831个上调,4 746个下调。GO功能富集发现,雌成螨热胁迫后的差异基因主要富集于细胞过程、催化活性和细胞,KEGG通路富集分析发现,差异基因主要富集在代谢途径和溶酶体等。从转录组测序数据中筛选出与高温存在关联的抗氧化酶和热激蛋白等基因。采用RT-qPCR技术检测这些基因在截形叶螨雌成螨上的表达特征,发现17条基因的上下调趋势与转录组测序结果一致。这为后续深入研究截形叶螨与热胁迫相关基因的功能奠定了基础。     

魔芋白绢病病原菌生物学特性及中药提取物药物筛选

采集陕南的魔芋白绢病发病组织进行病原菌分离,对分离菌株进行魔芋组织和植株的致病性验证,并经形态特征和ITS rDNA鉴定为半知菌亚门真菌齐整小核菌(Athelia rolfsii),该菌生长温度为10~37℃,最适温度为30℃,pH 4.0~10.0,最佳pH为7.0。厚朴酚、和厚朴酚、胡椒碱、蛇床子4种中药提取物对白绢病菌丝和菌核均有抑制作用,其中厚朴酚、和厚朴酚的抑制效果最好,对菌丝抑制率达100%。研究结果为魔芋白绢病的生物防治提供了一种新途径。     

尖孢镰刀菌侵染枸杞根系的转录组分析

由尖孢镰刀菌引起的根腐病是枸杞种植中的主要病害之一,为探究尖孢镰刀菌侵染枸杞的分子致病机制,并挖掘其关键致病基因,通过尖孢镰刀菌侵染‘宁杞1号’枸杞根系,于侵染第7天刮取菌样进行转录组测序分析。结果表明,与纯培养菌株相比,在侵染第7天的尖孢镰刀菌中共发现了1 892个显著差异表达基因,其中上调表达基因1 242个,下调表达基因650个;GO富集分析表明,分子功能分类的跨膜转运蛋白和ATP酶活性以及生物学过程分类的跨膜转运可能在尖孢镰刀菌致病过程中发挥了重要作用;KEGG富集分析表明,鞘脂代谢、过氧化物酶体和ABC转运蛋白是尖孢镰刀菌侵染过程的主要代谢途径。此外,通过对比分析编码碳水化合物酶与植物-病原互作相关基因在尖孢镰刀菌侵染前后的表达量,筛选到10个关键致病候选基因。     

羊肚菌霉菌性枯萎病病原真菌的分离鉴定及其生物学特性

为明确羊肚菌霉菌性枯萎病的病原菌种类及其生物学特性,通过组织分离法获得羊肚菌霉菌性枯萎病病原菌纯培养物,进行菌落形态、孢子特征及致病性分析,结合ITS序列比对和构建系统发育树对病原菌进行鉴定,并明确该病原菌的最适培养pH、温度和碳源。结果表明：从羊肚菌病样中共分离出4株病原真菌Y1、Y2、Y3和Y6,该4株病原真菌的菌落形态一致,菌丝呈白色绒毛状、较致密,微凸起,菌体生长较慢,不分泌色素。分生孢子无色透明、长棒状、具1个隔膜,大小（3～5） μm ×（19～25） μm,菌丝无色、具分隔、直径约2～4 μm。对菌株Y1、Y2、Y3和Y6（登录号分别为MW922714、MW922715、MW922716、MW922717）的ITS序列进行扩增测序,大小分别为550 bp、545 bp、552 bp和556 bp,经BLAST序列比对和系统发育树分析,菌株Y1、Y2、Y3和Y6与Diploospora longispora和Paecilomyces penicillatus在自举值99%水平上聚在同一个进化分支。综合菌体形态和分子鉴定结果,菌株Y1、Y2、Y3和Y6鉴定为长孢卵单隔孢霉（Diploospora longispora）。该菌的最适生长温度为25 ℃,最佳pH 5.5～6.5,并在碱性条件下具有一定的耐受能力,最佳利用碳源为蔗糖。     

西藏设施辣椒根腐病病原的分离及鉴定

为明确西藏设施辣椒根腐病病原,从西藏采集典型根腐病标本,利用组织分离法分离得到9个真菌分离物,经柯赫氏法则确定2株真菌可引起西藏设施辣椒根腐病,其中2号菌株在分离菌落中出现频率为43.6%,为优势菌株。对其进行孢子形态鉴定、通用ITS序列及镰孢菌专用引物tef1-a和cbh-c序列扩增分析将其鉴定为尖镰孢菌(Fusarium oxysporum)。     

室内盆栽法筛选魔芋抗软腐病品种

通过室内盆栽试验从84株健康魔芋中筛选到2株对魔芋软腐病具有抗性的个体。