转录组测序及其在植物病原菌、植物与真菌互作研究中的应用与进展

转录组测序(RNA sequencing,RNA-seq)技术是用来分析动态转录组的重要工具。RNA-seq生成的数据不仅可以量化基因表达,还有助于发现新的转录本、识别选择性剪接基因和检测等位基因特异性表达。本文主要综述了RNA-seq的技术步骤及工作原理,并介绍了其在植物病原菌及植物与真菌互作研究中的应用与进展。     

荧光蛋白mNeonGreen、mKOk作为FRET传能对在研究植物蛋白质互作中的应用分析

蛋白质相互作用是蛋白质组学研究的重要方向之一,对解析植物病原微生物与寄主植物之间的博弈具有十分重要的意义。荧光共振能量转移(fluorescence resonance energy transfer,FRET)作为一种新技术,能够在活细胞的正常生理条件下进行检测,并具有灵敏度高,假阳性较低,实验周期短的优势,在研究蛋白质相互作用过程中得到了广泛的应用。本研究选取了2种新型的荧光蛋白mNeonGreen/mKOk作为FRET传能对,并与传统的传能对CFP/YFP相比较,证实mNeonGreen/mKOk背景干扰较低。通过构建并表达荧光蛋白与目标蛋白的融合蛋白,利用FRET技术成功地在植物细胞中验证了蛋白质间的相互作用。本研究为FRET技术在植物细胞中的应用提供了更多的技术支持和借鉴。     

水稻抗穗瘟基因的分子定位

 本试验以中156和谷梅2号为亲本建立F₈重组自交系群体,应用稻瘟病菌株92-183对群体的叶瘟和穗瘟抗性表现进行了分析。结果表明,叶瘟和穗瘟抗性遗传控制机制存在明显差异。应用DNA标记将一个兼抗叶瘟和穗瘟的基因定位于水稻第6染色体,其抗性等位基因来源于谷梅2号。而且,该基因在病区表现出较强的效应。     

花卉杂色花的研究

 在云南昆明、玉溪、楚雄、曲靖等地区,我们发现四种花卉有杂色花。所谓杂色花是由病毒侵染而引起的一种特殊花,它鲜艳美丽比无病的花还好看。这种花早在十六世纪于荷兰种植的郁金香上发现,即在花瓣上产生一种白色花斑或条纹,比一般的单色花更加美丽,于是身价倍增,当时人们互相争购,因此把此时期称为"郁金香疯狂时代(Tulipomania)",后来经病毒接种试验证明是由郁金香碎色病毒(TBV)引起的。     

玉米抗旱性的QTL分析研究进展和发展趋势

由于分子标记技术的广泛应用,使玉米抗旱性的复杂遗传机制得到逐步了解,其中的一个重要研究进展是通过对玉米抗旱性的数量性状位点(QTL)进行作图和定位,大致了解了一些对抗旱性有显著贡献的基因的染色体位置及其效应,这些结果为分子标记辅助选择和进一步的深入研究打下了基础。在总结分析国际上近十年来在玉米抗旱性QTL分析方面的研究资料的基础上,对研究中涉及到的主要性状及其相互关系、QTL分析中需要注意的主要问题和在该领域的主要研究进展进行了分析评述。认为构建通用的连锁图谱、与功能基因组学研究相结合、应用新的QTL分析技术和抗旱QTL的克隆及其利用将是今后的发展趋势。     

抗稻瘿蚊品种多抗1的抗性遗传分析及抗性基因定位

稻瘿蚊是亚洲稻区主要害虫,采用抗虫品种进行防治是最理想的方法。1993～1995年,广东省农科院与国际水稻研究所有关专家紧密合作,对能抗华南4个稻瘿蚊生物型的品种多抗1作进一步抗性遗传分析,确认多抗1对中国稻瘿蚊生物型1和4的抗性受显性单基因控制,这个基因暂定名为GM—6(t)。以多抗1×丰银占1组合的F3代160个家系作基因标记,据DNA库分离个体分析(BSA)原理,用随机扩增多态性DNA(RAPD)标记物OPM6(1.4kb),首次成功地标记了这个抗性基因。随后多态性扩增产物经~(32)p标记,用作探针,检测另一个参考作图群体IR64×Azucena,将这个抗性基因定位在水稻第4条染色体上,位于RG214和RG163两个DNA限制性片段长度多态性(RFLP)标记之间。应用这些分子标记辅助选择有可能不必通过稻瘿蚊的直接筛选,快速准确地选育抗稻瘿蚊品种或进行抗性基因累加。     

转抗虫基因烟草植株对棉铃虫幼虫抗性能力的研究

作者等对转CpTI基因烟草植株进行了抗棉铃虫能力的评估。用死亡率、蜕皮指数、平均体重、生物总量和植株受害程度等5个指标,综合判断转基因植株的抗性水平。结果表明,检测的10株转基因植株中对棉铃虫表现为高抗、中抗的各占4株,低抗的占2株。高抗植株测试虫校正死亡率达90％以上,中抗植株测试虫校正死亡率达75％以上,差异显著,在高抗植株上生长的测试虫蜕皮指数低于标准的30％,总虫重仅为对照的1％,中抗植株上生长的测试虫蜕皮指数是标准的30％～40％,总虫重为对照的3％～7％。综合分析结果表明,高、中抗植株对棉铃虫的抗性明显。     

化学农药在茶树上多种降解因子定量关系的研究

作者采用实验室模拟与田间试验相结合的方法,研究了光照、温度、水分和茶树生长等主要环境因子对氯氰菊酯、马拉硫磷在茶树上降解的影响及定量关系。结果表明,同种环境因子对不同类型农药在茶树上降解作用的差异很大。茶树新梢的生长稀释对田间残留期长的氯氰菊酯的降解起主导作用,可占田间总降解的60％;而挥发和热分解对残留期较短、蒸气压较高的马拉硫磷的降解起主导作用,在复季可占田间降解的50％。光解和水解对这两种农药在茶树上的降解也起着一定作用。此外,降雨、风和生物代谢等也不同程度地影响农药在茶树上的降解。     

叶霉菌非亲和小种对番茄系统抗性的诱导及植株内水杨酸动态

 番茄叶霉菌小种4是番茄Cf5品系的非亲和小种,接种Cf5植株第3叶后,经不同诱导间隔期以亲和小种5接种第3叶和第4叶,15 d后检查叶霉病发病情况。试验表明,在诱导间隔期为3 d和5 d时,小种4诱导接种的第3叶和未经诱导接种的上位第4叶发病面积比不接种或接种小种5的对照显著降低,以5 d间隔期处理效果最好。上述2个叶位的发病分别比对照降低90%和85%。小种4接种第3叶后该叶位和上部未接种第4叶内水杨酸含量迅速增加,以接种后3 d含量最高,分别达4.02 μg/g鲜重和3.21μg/g鲜重,比对照分别高2倍和1.8倍。接种后5 d内始终保持较高水平。接种8 d后逐渐下降,但仍高于对照。水杨酸含量的增加早于抗性表现,因而可能在该系统的抗性诱导中起作用。     

生物间遗传学在防治河北省小麦叶锈病研究中的应用

作者应用生物间遗传学的观点和方法,对河北省的小麦品种与叶锈菌的相互作用进行了分析。供试的叶锈菌是来自河北省的177个标样,供试的28个小麦品种包括河北省的主要生产品种、区试品种(系)抗源和新鉴别寄主。用毒力频率法分析品种与叶锈菌群体的关系,有6个品种即鉴61、保麦2号、翼植88-5163、石86-2848、唐86-4043和百农3217表现较抗病。根据这6个品种对叶锈菌群体的反应、列出33种不同的毒性公式,在此基础上,根据若干品种对叶锈菌群体同时表现抵抗或感染计算抗性组合,为品种合理布局选择最佳组合,在小种鉴定方面,用新鉴别寄主对177个菌株的反应鉴定出频率在3.4%以上的小种8个,其中以V1,9-16和V1,9-12,14-16的频率较高,分别为13.6%和10.7%,也是近两年来北方冬麦区常出现的小种类型。在小种鉴定的基础上,根据28个品种与6个优势小种互作所出现的浸染型来推导品种和叶锈菌的基因型,共推导出7个抗性基因分散在不同的品种中。     

我国40个小麦品种抗叶锈性研究

 选用11个具不同毒性基因组合的叶锈菌致病类型推导分析了1998~1999年度国家小麦区域试验40个品种所携带的抗叶锈病基因状况。在供试的39个已知抗叶锈基因(或基因组合)中,推导出Lr1、Lr2c、Lr3bg、Lr10、Lr13、Lr14a、Lr16、Lr23、Lr26、Lr32等10个抗叶锈基因,分布在24个品种中,有11个品种携带未知抗叶锈基因,5个品种不具有苗期抗叶锈基因。选用BBB、DHS、PGT和PHT等4个叶锈菌致病类型并设置5/10℃、15/20℃、25/30℃(黑暗/光照)3种不同的温度条件,研究了40个供试品种的抗性稳定性。结果表明,在这些品种中有15个品种的侵染型表现稳定或较稳定,3个品种表现为高温抗性,2个品种表现低温抗性,其余20个品种存在明显的品种、菌系和温度三者的相互作用;利用6个叶锈菌混合优势小种在田间进行成株期抗叶锈性鉴定结果表明,在40个供试品种中有21个品种具有良好的抗性,其中,至少有6个品种表现为慢锈性,有4个品种表现为明显的成株抗性,有4个品种可能携带成株抗性基因Lr34。文中还对几个主要抗叶锈基因的抗性特点及其利用价值等进行了讨论。