水稻分子育种亲本材料在东北地区的稻瘟病抗性评价

对212份分子育种亲本在稻瘟病重发区自然鉴定圃进行田间抗性鉴定,发现分别有117个和39个品种对叶瘟和穗颈瘟表现抗性,19个品种对叶瘟和穗颈瘟均表现中抗以上抗性,叶瘟与穗颈瘟发病严重度存在显著相关性.进一步利用辽宁和黑龙江的混合菌株在水稻苗期,对田间苗期和成株期均表现抗病的19个品种进行人工接种鉴定,分别筛选出对辽宁东...     

稻瘟病抗性基因在主要育种亲本中的分布研究

稻瘟病是由稻瘟病菌引起的具有广泛性和毁灭性的水稻病害。目前通过抗病亲本杂交聚合培育持久广谱的稻瘟病抗性品种是水稻稻瘟病防治最经济环保的途径,而利用分子标记辅助选择技术对水稻育种亲本抗性基因分布的研究是分子辅助聚合育种的基础。本研究以36个育种亲本为实验材料,进行苗瘟和穗颈瘟鉴定,结合特异性分子标记Pid3、Pita、Pikm、Pib、Piz,研究这些育种亲本的稻瘟病抗性基因的分布情况。同时,对恢复系材料蜀恢498的抗稻瘟病基因Pita和Pikm扩增测序并进行同源序列比对分析,初步在分子水平分析抗病基因与抗病表型的关系。     

直播稻品种‘旱27号’抗稻瘟病基因的定位

稻瘟病严重威胁水稻生产,利用抗稻瘟病基因选育抗病品种是防控该病的有效途径。直播稻品种‘旱27号’(H27)在辽宁地区多年来一直对稻瘟病表现高抗,但其所携带的抗稻瘟病基因并不清楚。本研究以其与感病水稻品种‘辽星1号’(LX1)为亲本杂交构建的重组自交系群体为试验材料,在田间稻瘟病诱发圃中对该RIL群体各单系对叶瘟和穗颈瘟的抗性进行鉴定,并基于水稻8K SNP芯片鉴定各单系的基因型,利用ICIMMapping 4.0软件进行抗稻瘟病基因定位。结果表明,在第12染色体14.46～14.84 Mb之间及5.49～7.74 Mb分别鉴定到1个与叶瘟抗性相关和1个与穗瘟抗性相关的QTL,其增效位点均来自‘旱27号’。本研究对北方粳稻抗稻瘟病水稻新品种选育及该病的防控具重要应用价值。     

寒地早粳品种稻瘟病抗性与产量性状的关系

采用寒地早粳近5年审定和参加黑龙江省区域试验、生产试验的水稻品种316个为材料,对稻瘟病抗性与水稻生育特性、产量性状的相关关系进行了研究。结果表明,无论在人工接种还是在自然感病条件下,寒地早粳品种的叶瘟、穗颈瘟与生育日数、活动积温呈极显著负相关,平均相关系数分别达到-0.2647、-0.1796和-0.2090、-0.1743;叶瘟、穗颈瘟与穗长呈极显著负相关,平均相关系数为-0.3027和-0.2765,而与平方米穗数呈显著正相关,平均相关系数达到0.1953和0.1481,穗颈瘟与产量呈显著负相关,相关系数为-0.1792。表明在寒地稻作区生育日数越长、活动积温越高叶瘟和穗颈瘟的发病越轻,平方米穗数越多稻瘟病越重,品种抗病性越强产量越高。因此,通过对品种生育性状的适当选择,在寒地稻作区完全可以选育出既高产又抗病的水稻新品种。     

优质杂交稻恢复系稻瘟病抗性初步评价

在福建省上杭茶地稻瘟病自然鉴定点对162份有代表性的材料进行田间苗瘟、叶瘟和穗颈瘟发病率调查,茶地抗性鉴定综合表现为中抗以上的62份恢复系材料进行室内不同菌株的苗期鉴定,得到27份高抗至中抗稻瘟病水稻恢复系高代材料。调查结果表明苗瘟、叶瘟和穗颈瘟的发病率分别为3.01％、12.42％和26.21％,苗瘟与叶瘟、苗瘟与穗颈瘟、叶瘟与穗颈瘟的发病率相关系数分别为0.69、0.67和0.78,都达到极显著水平。穗颈瘟的发病率明显大于苗瘟和叶瘟且穗颈瘟在不同时期的发病较高。苗瘟4-5级,后期穗瘟鉴定很可能达到感病或高感;在本研究中穗颈瘟鉴定达到感病或高感,苗瘟或叶瘟鉴定一般为感病或高感。     

稻瘟病圃中水稻品系的抗瘟性评价与育种利用

在20世纪80年代抗病育种的基础上,从1994~2003年采用人工辅助接种、自然发病的方法对12151份次水稻材料在病圃中的稻瘟病抗性进行了监测。结果表明,10年共计有4933份次叶瘟表现抗病,7103份次表现为感病,分别占总份次的40.60%和58.46%;有4071份次颈瘟表现抗病,7965份次表现为感病,分别占总份次的33.50%和65.55%。有9034份次的材料叶瘟颈瘟表现一致,占总份次的74.35%,其中叶瘟感病颈瘟也感病的材料份次是叶瘟抗病颈瘟也抗病材料的两倍;叶瘟颈瘟表现不一致的材料有3002份次,占总份次的24.71%,其中叶瘟感病而颈瘟抗病的材料份次多于叶瘟抗病而颈瘟感病的材料份次。利用早期筛选的抗源,选育了抗病优良籼型杂交稻恢复系6326、蜀恢162、蜀恢527等。对稻瘟病抗病育种和抗病品种的合理利用等问题也进行了讨论。     

贵州省稻种资源主要抗病品种一览表

贵州省稻种资源品种对我国3个主要水稻病害(稻瘟病、白叶枯病、纹枯病)的抗性评定经1978～1987年的研究,已基本完成,现将一些主要抗病摘录见表,供参考,摘录原则:抗稻瘟病要有苗瘟、叶瘟、穗颈瘟等3项     

寒地早粳品种稻瘟病抗性与品质关系的研究

采用寒地早粳近5年参加黑龙江省区域试验和生产试验的131个品种,对稻瘟病抗性与品质诸性状的相关关系进行了研究,结果表明,寒地早粳水稻品种穗颈瘟抗性与水稻品种长宽比的相关系数为－0.1967,达到显著负相关;叶瘟、穗颈瘟抗性与水稻品种垩白大小呈显著正相关,平均相关系数分别为0.2026和0.1995;叶瘟、穗颈瘟抗性与垩白米率呈极显著正相关,平均相关系数分别为0.2276和0.2240;叶瘟、穗颈瘟抗性与垩白度除人工鉴定穗颈瘟外均呈显著正相关,叶瘟平均相关系数为0.1789,穗颈瘟平均相关系数为0.1630。叶瘟抗性与水稻品种蛋白质含量的相关系数平均为0.2159,达到显著负相关;稻瘟病抗性与水稻品种蒸煮品质、食味品质相关性因试验方法而不同,胶稠度、直链淀粉含量、食味在人工鉴定条件下存在着显著负相关性。因此,在寒地稻区选育优质、高抗稻瘟病的水稻新品种是完全可能的。     

利用高世代回交群体定位水稻广谱抗稻瘟病QTL

稻瘟病是水稻(Oryza sativa L.)三大病害之一,对水稻产量和品质造成了严重的影响。本研究利用优良恢复系R287与广谱抗稻瘟品种细麻线的BC3F1回交群体构建的分子标记遗传连锁图谱,并通过全生育期自然诱发稻瘟病进行抗性鉴定。结果显示,全基因组分析共定位到16个抗叶瘟和13个抗穗颈瘟相关的QTLs,所有抗性QTL均来源于细麻线。其中q BR3是位于第3染色体上同时控制水稻叶瘟和穗颈瘟抗性效应的QTL,其能够提高叶瘟抗性2个数量级和降低穗颈瘟发病率40%左右。q BR3对叶瘟和穗颈瘟的抗性LOD值分别为18.63和22.77,解释的表型变异率分别为21.20%和26.10%。通过对水稻已有稻瘟病抗性位点的定位结果分析,发现q BR3可能是一个新的广谱抗性QTL位点。本研究结果为稻瘟病抗性育种提供了新的基因资源。     

福建省水稻主栽品种对稻瘟病的抗性评价

摘 要：采用室内接种和田间自然诱发的方法分别鉴定了福建省18个水稻主栽品种对水稻苗瘟、叶瘟、穗颈瘟的抗病性。结果表明,供试的水稻品种对苗瘟表现为抗病的品种有11个,表现为感病的品种有7个,占供试品种的61.1%和38.9%;对叶瘟表现为抗病的品种有2个,中抗的品种有12个,中感的品种有2个,感病品种有2个,占供试品种的比率分别为11.1%、66.7%、11.1%和11.1%;主栽品种谷优527、佳辐占和特优627对穗颈瘟抗性最强,为抗病品种;金明优100等6个品种为感病品种;汕优63等2个品种为高感品种。另外,地区间气象因子不是造成水稻品种抗病性差异的主要原因,而小气候对稻瘟病发生程度有较大的影响。     

烟草Nt14-3-3-like C基因的克隆与功能分析

烟草花叶病毒（tobacco mosaic virus,TMV）寄主范围广泛、传染性极强,严重影响作物的产量和品质。实验室前期在不同耐受 TMV侵染的烟草品种中筛选出1个表达显著差异的蛋白14-3-3-like C,在此基础上,对Nt14-3-3-like C基因进行了克隆、生物信息学分析和亚细胞定位;通过农杆菌介导遗传转化,获取转基因植株;通过qPCR对转基因植株中TMV侵染响应相关基因的表达进行分析。结果显示,14-3-3-like C蛋白序列长度为780bp,编码260个氨基酸,具有14-3-3蛋白的典型沟槽结构,但没有跨膜结构和信号肽;定位于细胞核和细胞膜;转基因材料的qPCR分析发现,在Nt14-3-3-like C基因抑制的植株中,病原防卫和光合途径相关的基因表达显著下降,表明Nt14-3-3-like C可能通过抑制病原防卫和光合途径相关基因表达参与TMV对烟草的侵染。     

枸杞Lb14-3-3基因家族cDNA克隆及生物信息学分析

在开花植物中,14-3-3蛋白对植物生长发育具有重要的调控作用。本研究在前期枸杞花药发育差异蛋白质组研究基础上,利用RT-PCR技术,从宁夏枸杞‘宁杞1号’花药中克隆了5条长度分别为768 bp、747 bp、777 bp、753 bp和777 bp的cDNA序列,分别命名为Lb14-3-3a、Lb14-3-3b、Lb14-3-3c、Lb14-3-3d和Lb14-3-3e,对Lb14-3-3a、Lb14-3-3b、Lb14-3-3c、Lb14-3-3d和Lb14-3-3e,5个基因编码蛋白质的结构预测发现,其蛋白质的分子量大小在60.91~64.14 kD之间,编码蛋白质的长度在248~259个aa之间,理论等电点在4.95~4.99之间,均为酸性氨基酸,且都为不稳定的亲水性蛋白。α-螺旋(Alpha helix)是这5个蛋白质二级结构的主要成分,三级结构主要是由α-螺旋构成的对称结构,具有高度的相似性。该家族蛋白既没有信号肽也无明显的跨膜区,亚细胞定位显示Lb14-3-3a定位在线粒体上,Lb14-3-3b和Lb14-3-3e定位在叶绿体上,Lb14-3-3c和Lb14-3-3d定位在细胞质中,Lb14-3-3a蛋白发生磷酸化修饰的可能性最高,Lb14-3-3b磷酸化的可能性最低。多序列比对分析显示,该家族蛋白之间的相似性为77.51%,具有高度的保守性。进化分析显示Lb14-3-3a与其它Lb14-3-3蛋白家族的亲缘关系较远,Lb14-3-3c和Lb14-3-3e,Lb14-3-3d和Lb14-3-3b处于同一分支,亲缘关系较近,Lb14-3-3家族蛋白与马铃薯、番茄、烟草等亲缘关系较近。研究结果为阐明该蛋白家族基因在枸杞花药发育过程中潜在的调控机理提供科学依据。     

灵芝14-3-3蛋白基因的电子克隆与表达分析

通过电子克隆技术，获得14-3-3基因的cDNA序列全长，并采用生物信息学方法，借助电子计算机和相关的生物信息学软件，对该基因编码蛋白从基本理化性质、疏水性/亲水性、亚细胞定位、跨膜区结构、信号肽、高级结构及系统发育树分析等进行了预测和分析。该cDNA编码蛋白由257个氨基酸组成，相对分子质量为29．0145 kDa，亲水性和疏水性比较平衡，定位于细胞质，不存在信号肽，无跨膜螺旋区，且二级结构由6．23％无规则卷曲，66．54％α-螺旋和27．24％延伸链组成。同源比对分析显示，该酶基因编码的氨基酸序列与污叉丝孔菌、双孢菇和木耳等蘑菇类高等真菌中的14-3-3基因所编码的氨基酸序列高度同源。实时荧光定量PCR结果表明，灵芝14-3-3基因在液体静置培养过程中的表达量显著高于振荡培养。     

大豆14-3-3蛋白与转录因子蛋白GmMYB173的互作

14-3-3蛋白家族在真核生物中普遍存在,可与其他蛋白相互作用,调控多种生理生化过程。MYB基因家族作为植物中最大的一类转录因子,广泛参与了植物的生长发育和代谢调控。本研究通过分析1个从自贡冬豆中克隆的MYB转录因子GmMYB173的亚细胞定位情况,发现GmMYB173在细胞核中特异表达;序列分析发现GmMYB173与GmMYB176相似,具有1个14-3-3蛋白的潜在结合结构域,即pST结合结构域。通过重叠延伸PCR (SOE-PCR)删除了GmMYB173序列中pST结合结构域编码序列,发现GmMYB173细胞核表达特异性消失。酵母双杂交互作分析表明,大豆基因组中所有具有表达的16个14-3-3蛋白GmSGF14a~GmSGF14p均能与GmMYB173互作。β-半乳糖苷酶活性分析发现,与GmMYB173互作最强的是GmSGF14n,GmSGF14k、GmSGF14e和GmSGF14o其次。这些结果说明14-3-3蛋白不仅与GmMYB173互作,且可能调控其在细胞内的定位,有助于研究14-3-3蛋白与GmMYB173的互作关系及其在大豆生长发育中的作用。     

葫芦科14-3-3(GRF)基因家族的鉴定及进化分析

14-3-3蛋白是植物中一类高度保守的蛋白家族,因其特异识别并结合靶蛋白的磷酸化位点而广泛参与植物生长发育和逆境胁迫响应过程。为系统地了解14-3-3(GRF)基因家族在葫芦科作物中的基本特征和进化关系,本研究利用生物信息学从葫芦科7个物种基因组内共鉴定出83个14-3-3(GRF)基因,其中西瓜中有10个、甜瓜中9个、黄瓜中10个、瓠瓜中9个,3个南瓜属物种基因组各15个。理化特性表明14-3-3(GRF)蛋白的分子量约为30 k D,且大都为酸性氨基酸(pI<7.0)。相对于西瓜、甜瓜、黄瓜和瓠瓜,基因组复制事件是3个南瓜属物种内14-3-3(GRF)基因数目增多的主要原因。进化分析显示,葫芦科14-3-3(GRF)基因家族可进一步被划分为ε类和非ε类亚组,且后者的基因结构(外显子数目,内含子相位)较为保守。本研究结果首次完成了14-3-3(GRF)基因家族在葫芦科作物的鉴定、基因结构、基因家族扩增、共线性及进化分析,为更深入研究该家族基因的生物学功能提供参考。     

火把梨14-3-3基因的克隆与序列分析

依据火把梨(Pyrus pyrifolia Nakai)14-3-3蛋白的EST序列设计基因特异引物,采用快速扩增cDNA末端技术(Rapid amplification of cDNA ends,RACE),从云南火把梨中克隆一个新的14-3-3基因(Pp14-3-3)的全长cDNA序列。Pp14-3-3全长cDNA为1 107 bp,具有84 bp 5’非编码区(Untranslated Regions,UTR)、786 bp开放读码框(Openreading frame,ORF),以及237 bp 3’UTR,编码含261个氨基酸的蛋白质。Pp14-3-3与其他物种14-3-3蛋白在中间功能区域高度保守,包含典型的14-3-3结构域。与已知植物14-3-3s家族成员间的氨基酸序列进行聚类分析,将Pp14-3-3聚为非ε大类14-3-3。Pp14-3-3在火把梨接受光照和没有光照的果皮以及幼嫩叶片中大量表达,且表达量稳定。对Pp14-3-3的基因克隆以及表达特性进行了分析,为后期深入研究该新基因的功能奠定了基础。     

棉花Gh14-3-3L2基因的分子克隆及其互作蛋白质的初步鉴定

根据本实验室蛋白质组学研究鉴定的EST序列,克隆了一个可能在棉花纤维起始和伸长发育阶段起调控作用的棉花14-3-3蛋白质的全长cDNA,定名为Gh14-3-3L2。Gh14-3-3L2蛋白毒性大,难以通过酵母双杂交途径鉴定其互作蛋白质组。因此,本研究首先经原核表达并纯化出添加六联组氨酸标签的Gh14-3-3L2蛋白,以此蛋白质为诱饵,以开花前3 d至开花后6 d正常野生型、徐州142无纤维突变体和Li-1无长绒纤维突变体胚珠或纤维混合蛋白质为猎物样品,采用Pull-down技术分离、富集Gh14-3-3L2相互作用蛋白质,再经2-DE和MALDI-MS/MS串联质谱分析,鉴定了7个可能与Gh14-3-3L2相互作用的蛋白,其功能有作为分子伴侣、参与微囊的运输、代谢、信号转导等。为进一步解析Gh14-3-3L2的功能以及棉花纤维发育的分子调控网络奠定了基础。     

14-3-3蛋白结构与功能预测及其在木薯成熟期的表达分析

为了深入研究木薯14-3-3蛋白结构和功能,也为研究木薯块根淀粉积累的分子调控提供新思路。本研究采用生物信息学方法对木薯14-3-3蛋白家族的组成成分与理化性质、系统发育进化、导肽、亚细胞定位、二级结构、功能结构域、三级结构及亲水性、疏水性进行分析和预测,并对14-3-3基因在不同木薯品种中进行差异表达分析。结果表明：（1）木薯14-3-3蛋白家族16个异构体存在多个不同的保守结构域,二级结构相似的亲水性蛋白家族成员在进化关系上可划分为2大不同的类别;（2）14-3-3基因家族16个成员在花叶木薯、ZM-Seaside和华南9号(SC9)块根成熟期的表达水平存在显著性差异(P<0.05),与花叶木薯和SC9相比,产量较高的木薯品系ZM-Seaside块根中14-3-3基因表达水平显著下降(P<0.05),推测14-3-3蛋白在木薯块根成熟期的淀粉积累过程中可能起着负调控作用。     

小麦胚乳14-3-3蛋白的表达及其淀粉体淀粉合成酶的互作

从小麦胚乳中克隆了14-3-3基因,并将其分别插入pET29c和pET41c质粒,用热激法转化大肠杆菌BL21-CodonPlus (DE3)-RP,得到高效表达的蛋白,但融合蛋白主要以包涵体的形式存在。可溶性的融合蛋白可直接通过S-蛋白琼脂糖树脂纯化。包涵体经8 mol L^-1尿素溶解变性,稀释复性后,结合到S-蛋白琼脂糖树脂上,也得到纯化的融合蛋白。复性后的融合蛋白对蔗糖合成酶活性表现抑制作用,说明包涵体14-3-3融合蛋白恢复活性。将结合14-3-3融合蛋白的S-蛋白琼脂糖树脂作为诱饵与小麦胚乳淀粉体提取液进行亲和杂交,与14-3-3蛋白特异互作的淀粉合成酶结合到S-蛋白琼脂糖树脂上,Western 检测结果表明, 淀粉体淀粉合酶I(SSI)、淀粉合酶II(SSII)、淀粉分支酶IIa(SBEIIa)、淀粉分支酶IIb(SBEIIb)和ADP焦磷酸化酶大亚基(SH2)与14-3-3蛋白存在互作,而淀粉分支酶I(SBEI)、淀粉磷酸化酶(SP)、D-酶(DE)和ADP焦磷酸化酶小亚基(BT2)不能与14-3-3蛋白结合,说明小麦胚乳14-3-3蛋白对淀粉体淀粉合成具有一定的调控作用。     

甜菜M14品系BvM14-UNG基因克隆及生物信息学分析

为研究Bv-UNG蛋白在植物碱基切除修复(base-excision repair,BER)途径中的功能,以甜菜M14品系为材料,根据NCBI上二倍体栽培甜菜UDG编码基因Bv-UNG序列,利用同源序列克隆法获得甜菜M14品系BvM14-UNG基因cDNA全长,并对其进行生物信息学分析.结果 表明,该基因编码374个氨...