农杆菌介导球孢白僵菌转化体系的建立及突变体筛选

以球孢白僵菌(Beauveria bassiana)YB-06为受体菌株, 采用农杆菌介导的遗传转化方法,实现了农杆菌AGL1(pATMT1)介导的球孢白僵菌的遗传转化,并研究了转化介质和pH对转化效率的影响。结果表明:在采用28℃、200μmol/L的乙酰丁香酮(AS)、农杆菌浓度OD₆₀₀=0.8、孢子浓度为1×106个/ml、pH5.1~5.8时可实现T-DNA的插入转化。当转化体系pH5.3时,转化效率最高,达586个转化子/106分生孢子;不同共转化介质对转化效率影响明显, 玻璃纸和硝酸纤维素膜转化效率较高。对3000个转化子生长速度和产孢量等性状分析获得46个性状特异突变体。本文结果为进一步研究球孢白僵菌的生长发育、致病机理和毒力相关基因功能奠定了基础。     

甘蔗宿根矮化病病原菌致病因子pglA基因的序列分析与原核表达

多聚半乳糖醛酸内切酶（endo-PG）是植物与微生物互作中极其重要的细胞壁降解酶,是病原菌定殖寄主与产生致病性的必需因子,革兰氏阴性菌Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx)是甘蔗宿根矮化病的致病菌,pglA是Lxx的关键致病因子。为了揭示pglA基因的功能,本研究采用重叠延伸PCR的方法获得了pglA基因的开放阅读框（ORF）,ORF长1491 bp的,编码496个氨基酸,序列保守结构域包含Gly＿hydro＿28 (Polygalacturonase)与Rho超家族,与Lxx CTCB07、Lxc DSM46306归为一类,相似性达100%。氨基酸序列分析显示,pglA蛋白属于疏水性蛋白,包含信号肽和跨膜区。在大肠杆菌中表达纯化获得pglA蛋白,以包涵体的形式存在于菌体中。研究结果为进一步进行Lxx的致病机制研究奠定了基础。     

粘虫高毒力白僵菌菌株筛选及其感菌后虫体内保护酶活性的变化

为获得生物学性状良好且对粘虫具有高毒力的球孢白僵菌菌株,本研究以8株球孢白僵菌(Beauveria bassiana)菌株为材料,根据菌株产孢量、萌发率和生长速率差异筛选优势菌株,然后测定优势菌株孢子悬浮液对粘虫3龄幼虫的致死率,以及3龄幼虫感染高毒力白僵菌后体内抗氧化酶和解毒酶活性的变化。结果表明,8株球孢白僵菌菌株生长特性各项指标均存在显著差异,菌株Bb314、Bb345、Bb412和Bb378的生长速率、产孢量和孢子萌发率高于其他4个菌株。菌株Bb314孢子悬浮液对粘虫3龄幼虫致死率最高,达69%。Bb314侵染粘虫后,感染前期虫体酚氧化酶(PO)和过氧化物酶(POD)活性显著提高,于36 h达峰值;过氧化氢酶(CAT)活性在感染初期(24 h)时低于对照,处理48 h后达到峰值,并显著高于对照;谷胱甘肽-S-转移酶(GSTs)和羧酸酯酶(CarE)活性分别在处理36 h和48 h后达到高峰,并显著高于对照。以上结果表明,菌株Bb314可能通过影响粘虫幼体内抗氧化酶和解毒酶活性的动态平衡,进而影响其生理代谢。本研究为开发粘虫生防菌的潜力菌株提供了参考。     

与南方水稻黑条矮缩病毒外壳蛋白P10互作的寄主因子筛选

为找到水稻中与南方水稻黑条矮缩病毒(SRBSDV)外壳蛋白P10(CP)相互作用的寄主蛋白,利用P10筛选水稻膜系统酵母双杂cDNA文库,寻找水稻中与P10互作的蛋白并结合生物信息学技术进行分析,回转验证.结果表明,筛选到10个可能与P10互作的水稻寄主蛋白,如胚发育晚期丰富蛋白Lea14-A、硫氧还原蛋白TRXh1、...     

基于Dual RNA-seq分析的褪黑素影响萝卜与链格孢菌互作的作用研究

由芸薹链格孢菌(Alternaria brassicae)严重影响萝卜(Raphanus sativus)生产,外源喷施褪黑素可减轻病症,但褪黑素同时存在于植物和微生物中,外源喷施时可对感病植株上寄主和病原物的生命活动均有影响,其介导寄主-病原菌互作的作用模式。为解析褪黑素参与调控病叶上萝卜和链格孢菌互作的生理和基因转录机制,本研究通过对感黑斑病萝卜叶面外施0~1 500 μmol·L^-1浓度褪黑素,检测病情指数变化,同时利用互作转录组分析0、500和1 500 μmol·L^-1褪黑素处理下萝卜和链格孢菌转录水平变化。结果显示,50~500 μmol·L^-1褪黑素可分别显著提高萝卜和链格孢菌双方的生长势和抗逆性,且500 μmol·L^-1表现最优,1 000和1 500 μmol·L^-1与500 μmol·L^-1相比作用较小,呈明显剂量依赖型模式,但500 μmol·L^-1褪黑素处理下,萝卜对链格孢菌抗性明显提升。Dual RNA-seq检出萝卜基因组reads比对率>88%,链格孢菌基因reads比对率≤0.06%,萝卜差异表达基因数显著高于链格孢菌检出数。对萝卜及链格孢菌生长及抗逆性调控相关基因表达模式进行验证,基因表达模式基本与表型反应一致。综上所述,褪黑素介导萝卜与链格孢菌的作用存在低浓度促进、高浓度抑制的剂量依赖性效应,500 μmol·L^-1浓度下褪黑素对双方均具生长促进作用,但褪黑素对寄主的影响超过对链格孢菌的影响,最终表现为诱导萝卜对链格孢菌抗性增强。本研究为褪黑素在萝卜黑斑病抑制中的应用提供了数据支撑和理论基础,并在转录水平上初步解析了褪黑素参与萝卜对链格孢菌抗性变化的作用模式。     

白僵菌抗多菌灵突变株的诱变及生物学特性研究

采用菌丝生长速率法测定了球孢白僵菌对多菌灵的敏感性和最低完全抑制浓度(MIC)。结果显示,在供试的球孢白僵菌菌株中,Bb06菌株对多菌灵最敏感,其EC₅₀值为1.0688μg/ml,多菌灵对球孢白僵菌菌丝生长的MIC为9μg/ml。通过菌丝块诱变法和分生孢子诱变法获得球孢白僵菌抗多菌灵突变株,并测定球孢白僵菌不同抗性突变株对多菌灵的抗性水平。结果表明,在抗性突变株中,BC-4菌株的EC₅₀值最大,为258.7711,对多菌灵的抗性水平最高,达到242.11;BC-3菌株的EC₅₀值最小,为18.6311,抗性水平最低。同时对球孢白僵菌抗多菌灵突变株的菌丝生长速率和产孢能力差异的研究表明,Bb06菌株(亲本菌株)的生长速率最大,为1.78mm/d,BC-8菌株的生长速率最小,为1.41mm/d。球孢白僵菌不同抗性突变株的产孢能力均比对照敏感菌株强,但不同菌株间存在一定差异,在抗性突变株中,BC-4菌株的分生孢子产生量最大。     

水稻条斑病菌的hpal和hpaB基因控制水稻的致病性,但不决定烟草的过敏反应

水稻条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzicola,Xoc)的hrp基因簇编码Ⅲ型分泌系统(T3SS),将致病性效应分子注入寄主细胞中,决定在寄主水稻(Oryza sativa)的致病性(pathogenicity) 和在非寄主烟草(Nicotiana benthamiana)的过敏性反应(hypersensitive response,HR).Hpa1可在烟草上激发HR,HpaB是T3SS的出口控制蛋白.为了解Hpa1与HpaB是否共同决定病菌Xoc在烟草上的HR以及在水稻上的致病性,本研究通过基因敲除方式分别获得了hpa1和hpaB的单突变体以及hpa1hpaB双突变体.致病性测定结果显示,hpa1突变体在水稻上的毒性减弱,在烟草上仍能激发HR;hpaB单突变体以及hpa1和hpaB双突变体在烟草上仍能激发HR,但对水稻无致病性.这暗示,水稻条斑病菌除Hpa1外,还存在不依赖HpaB分泌的未知Harpin蛋白.免疫杂交结果显示,hpaB突变后,效应分子XopQxoc不能通过T3SS进行分泌.这提示,HpaB控制了T3SS效应分子的分泌,从而决定Xoc对水稻的致病性.这些结果为进一步发掘水稻黄单胞菌中的未知Harpin蛋白以及分析依赖或不依赖HpaB进行分泌的T3SS效应分子与水稻的互作关系,提供了科学线索.     

CAST基因型与营养水平互作对猪胴体性状的影响研究

钙蛋白酶抑制蛋白CAST (Calpastatin)对肌内蛋白降解、肌细胞生长速度以及屠宰后钙蛋白酶的活性具有重要的影响,研究CAST基因多态性的遗传效应及其与营养水平的互作影响对猪胴体品质的控制具有重要的作用。本试验使用杜洛克和大围子2个纯种猪群,杜洛克×（长白×大白）和大白×大围子2个杂种猪群,利用HinfⅠ, MspⅠ和RsaⅠ3种内切酶研究了CAST基因的RFLP及其与营养水平互作对猪胴体性状的影响。结果表明,HinfⅠ、MspⅠ和RsaⅠ3种内切酶在4个猪群均获得RFLP,酶切位点分别存在一对等位基因A与B, C与D及E与F。AA型×高营养水平互作显著降低熟肉率和滴水损失,但与中水平互作却显著提高滴水损失（P<0.05）。AB型×高营养水平互作显著降低胴体长和眼肌面积,提高肌肉的滴水损失;但AB型×中营养水平互作则显著降低屠宰率、背膘厚和熟肉率,并提高腿臀比例和瘦肉率（P<0.05）。CD型×高水平互作对所有性状的互作效应显著,CC型×中营养水平组提高滴水损失（P<0.05）。EF型×高营养水平互作能对多个性状产生达到或超过群体均数的10%的效应（P<0.05）,EE型×中营养水平互作显著增加背膘厚。     

十字花科黑腐病菌分泌蛋白表达谱分析

本文旨在分析Xcc8004菌株分泌蛋白的蛋白表达谱,建立Xcc8004分泌谱分析方法。首先将诱导的Xcc8004分泌蛋白进行液体酶解,通过HPLC阳离子交换柱分离多肽,采用EASY-nLC结合Orbitrap质谱鉴定分泌谱。经过过滤筛选后,共精确鉴定蛋白1532个,SignalP分析其中包含286个含信号肽且不含跨膜区,其中118个为假定蛋白。对286个可能的分泌蛋白进行基因本体评注分析,其中,主要为行驶水解酶类,受体蛋白,信号传导等重要的微生物-植物互作介导蛋白。本研究通过液相色谱-质谱联用能够高效鉴定Xcc8004的分泌蛋白,对这些鉴定的分泌蛋白的信息学分析有利于我们进一步研究Xcc8004的致病机制,为研究微生物植物相互作用鉴定了方法与理论基础。     

青稞OMT1基因克隆及原核表达分析

类黄酮O-甲基转移酶(FOMT)是一种在植物甲基化黄酮代谢合成中有着重要作用的酶,但在中国青藏高原的特色作物青稞中研究较少。为了更好了解该酶及编码基因在青稞中的生理功能及作用,以高总黄酮青稞品系94-19-1为材料,通过RT-PCR扩增、克隆得到青稞OMT1基因的ORF序列。结果表明,该基因ORF长1 071 bp,编码356个氨基酸,预测蛋白分子量为38.65 KDa,等电点为5.33。序列比对分析发现,所克隆的基因与NCBI数据库收录的大麦Hv OMT1基因有99.44%的一致性,氨基酸序列存在5个残基差异,编码的蛋白序列具有OMT蛋白家族典型的保守结构域。进一步将该基因连接到原核表达载体转化大肠杆菌,最终成功将该基因所编码的蛋白在大肠杆菌诱导表达,并利用亲和层析柱分离技术,将该表达蛋白进行了纯化。这为进一步研究该酶蛋白功能和选育高品质青稞品种奠定了基础。     

几种芸薹属作物APX家族基因的鉴定与序列分析

抗坏血酸过氧化物酶(APX)是植物体叶绿体清除H₂O₂的关键酶。为了探究芸薹属作物中APX家族基因的序列特点和表达模式,本研究利用生物信息学方法,从大白菜、甘蓝和欧洲油菜中分别鉴定出10、9和22条APX家族基因,对这41个成员序列特点、染色体分布、CDS保守域、蛋白保守结构域、蛋白三级结构和系统进化关系等进行预测分析,并通过基因表达数据库分析这些基因在高温、干旱和生物胁迫等逆境条件下的表达模式。结果表明,APX在进化树上可分为8个亚族,分散在不同的染色体上;这些APX基因拥有相对稳定的CDS保守结构域、蛋白保守结构域和三级结构,都具有过氧化物酶功能域,在peroxidase功能域的后端均含有一个螺旋结构状的保守域Motif6。APX基因的Ka/Ks值均小于1,表明APX家族基因整体上正在经历纯化选择。大部分APX1和APX2基因在受到高温胁迫时表达上调,其中BrAPX2a在大白菜的胚和胚乳中强烈响应高温胁迫,但在大白菜其他部位表达微弱,存在一定的表达组织特异性。APX3、APX4等基因对干旱和高温胁迫响应不明显;甘蓝3个APX1基因在白粉虱...     

果梅NAC基因家族的鉴定及组织表达分析

为挖掘果梅中NAC基因成员,探讨其组织表达特异性,本研究采用生物信息学方法鉴定了果梅NAC基因家族,并对其理化性质、染色体分布、亚细胞定位、保守基序、蛋白结构和亚族分类进行预测分析。结果表明,果梅NAC基因家族包含106个NAC基因成员,根据系统发育特征将其分为12个亚族。PmNAC基因在果梅的8条染色体上呈现不均匀分布,多编码酸性氨基酸;大部分NAC蛋白为亲水蛋白,其二级结构多以无规则卷曲为主要构成元件,且三级结构相似;亚细胞定位预测显示,果梅NAC蛋白为典型的核蛋白。选取12个NAC基因家族成员,利用实时荧光定量PCR技术进行组织表达分析,结果表明,12个果梅NAC基因在不同组织中均有表达,但表达差异明显。其中3个基因(PmNAC54、PmNAC32、PmNAC68)在果皮中表达最高,4个基因(PmNAC60、PmNAC95、PmNAC51、PmNAC2)在果肉中表达最高,3个基因(PmNAC31、PmNAC62、PmNAC48)在嫩茎中表达最高,其余2个基因(PmNAC61和PmNAC71)分别在果胚和花芽中具有最高的表达,表达特征的差异表明它们可能具有不同的生物学功能。本研究结果为果梅NAC蛋白的进一步功能分析奠定了一定的理论基础。     

竹类植物中CYP85A1基因的克隆及表达分析

油菜素内酯(BRs)是一种促进植物茎秆伸长的甾类植物激素,CYP85A1基因参与了BRs合成中重要的催化反应步骤。为阐明CYP85A1基因在竹类植物节间伸长中的作用,本研究以20个竹类植物为试验材料,利用生物信息学分析了CYP85A1基因的特点,并利用实时荧光定量PCR技术分析了该基因在孝顺竹及其变种凤尾竹的不同组织和不同发育阶段的相对表达量。结果表明, 20个竹种中CYP85A1基因序列在DNA水平上的同源性为92.23%,cDNA序列的同源性为98.79%,氨基酸序列的同源性为97.86%;这些基因均含有9个外显子和8个内含子,编码465~480个氨基酸,蛋白分子量约为54 kDa,理论等电点均约为9.2。氨基酸序列中均含有细胞色素P450家族保守的血红素结合域、富含脯氨酸和氧的结构域及Glu-X-X-Arg结构域;CYP85A1基因孝顺竹和凤尾竹母竹的叶中表达量均最高,茎中次之,在根中的表达量最低。孝顺竹和凤尾竹幼竹中,该基因在顶部的表达量明显高于第2、第4、第5节间中的表达量;CYP85A1基因在快速伸长阶段的表达量明显高于生长缓慢时期,节间伸长速率越快该基因的表达量越高。综上,CYP85A1基因在竹类植物茎秆及节间伸长发育过程中具有促进作用。本研究结果为阐明CYP85A1在竹类植物中的生物学功能奠定了一定的理论基础。     

低氮胁迫对不同光皮桦基因型苗期生长及生理生化特征的影响

为探讨低氮胁迫对不同基因型光皮桦(Betula luminifera)生长及生理生化响应特性,本研究采用裂区设计,以光皮桦G49-3、G50-1和优3组培苗为材料,通过水培培养研究其在正常供氮(CK,15 mmol·L^-1 NO₃^-)和低氮胁迫(LN,0.03 mmol·L^-1 NO₃^-)条件下的苗期生长及生理生化响应。结果表明,低氮胁迫处理21 d后,3个光皮桦基因型的叶绿素含量、株高、地上部干重、地上氮含量和氮积累量均显著降低,其中G49-3降幅最大,G50-1降幅最小;3个光皮桦基因型根冠比、根系总根长、总表面积和平均直径均增加;叶片过氧化物酶(POD)、超氧化物岐化酶(SOD)和硝酸还原酶(NR)活性降低,G50-1降幅最低。实时荧光定量PCR(RT-qPCR)分析表明,相较于CK,低氮胁迫处理下3个光皮桦基因型叶和根中NRT1.1和NRT1.2均下调表达,而NRT2.1在根中上调表达,说明根中NRT2.1在低氮胁迫下的硝酸盐转运过程中发挥主要作用...     

光对油菜胚中蛋白质和脂肪酸生物合成的影响

为探究光对油菜胚中蛋白质和脂肪酸生物合成中的影响,本研究于油菜开花后25 d(25 d)起,对油菜角果用锡箔进行遮光处理,分别收集遮光处理后3 d(28 d)和10 d(35 d)角果种子中的胚,以未遮光处理的油菜种子胚为对照。结果表明,与对照相比,经遮光处理的胚中叶绿素和蛋白质含量显著降低;脂肪酸组分发生明显变化,其中棕榈酸(C16:0)、硬脂酸(C18:0)和油酸(C18:1)含量显著增加,而不饱和脂肪酸中的亚油酸(C18:2)和亚麻酸(C18:3)含量却大幅下降。进一步将开花后25 d油菜胚在加入电子传递抑制剂DCC培养基中进行体外培养,发现胚中不饱和脂肪酸的生物合成以及叶绿素含量均受到ATP的调节。综上,油菜胚发育过程中光照可以影响质体中氨基酸和脂肪酸的生物合成,从而调控油菜营养物的积累。本研究揭示了质体光合作用在油菜种子油脂积累过程中的作用,为今后培育高含油量、高品质油菜品种提供了理论依据。     

甘肃贝母种子水提取液对小白菜的化感效应

为进一步探明甘肃贝母种子后熟脱休眠机理,本研究对其种子不同后熟阶段水提取液不同质量浓度下小白菜种子的生物活性进行测定。结果表明,甘肃贝母种子水提取液对小白菜种子萌发及生长具有明显影响,影响程度随其所处后熟阶段的不同而异。在形态后熟阶段,与对照相比,水提取液浓度为2.5 mg·mL^-1时,对小白菜种子发芽率和发芽势均有促进作用,但随着水提取液浓度的提高,小白菜种子萌发和幼苗生长均表现明显的化感抑制效应,化感效应指数RI值逐渐降低,当水提取液浓度为40 mg·mL^-1时,化感抑制效应达到显著水平(P<0.05)。在生理后熟阶段表现出不同的化感效应,各处理组小白菜种子的发芽率均低于对照,但随着水提取液浓度的提高,化感效应呈现先增大后减小的趋势,当水提取液浓度为5 mg·mL^-1时,小白菜苗高、根直径与单苗鲜重均较对照显著提高(P<0.05)。综上表明,甘肃贝母种子内源化感抑制物质在后熟不同阶段具有明显差异,从形态后熟转入生理后熟后,种子内源化感抑制物明显减少。本研究结果为进一步探究甘肃贝母种子中内源抑制物质的种类特性及生产实践中打破其种子休眠提供了科学依据和理论支撑。     

光皮桦BlCCoAOMT基因的克隆、表达及单核苷酸变异分析

咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶(CCoAOMT)是植物木质素合成过程中的一个关键酶,对木质素组成和结构有重要的作用。为探究BlCCoAOMT基因在木质素合成中的作用,本研究从光皮桦中克隆了该基因,并分析其基因结构和表达模式,以及在73个基因型中的单核苷酸多态性(SNP)。结果表明,BlCCoAOMT基因cDNA全长1 114 bp,含有一个744 bp的完整ORF,编码一个由247个氨基酸残基组成的蛋白;该编码蛋白包含高等植物CCoAOMT所有的8个典型保守基序。BlCCoAOMT在木质化茎段中优势表达,且随着木质化程度提高而逐渐增强,表明BlCCoAOMT可能参与光皮桦木质素的生物合成;在拉弯处理的6 h到7 d间,该基因在应拉区发育木质部中的表达显著下调,与应拉木木质素含量的下降相符。共检测到BlCCoAOMT基因有119个SNP位点,平均每14 bp就有1个SNP位点,其中在外显子区域存在26个SNP位点,表明不同基因型中存在丰富SNP变异;在不同群体间BlCCoAOMT基因的分化程度无显著差异,且非同义突变和同义突变的位点的比值均小于1,表明在演化进程中主要受到了纯化选择压力。本研究结果为深入解析光皮桦木质素合成分子机制及后续分子标记辅助育种提供了理论依据。     

伞形花内酯处理对采后徐香猕猴桃果实灰霉病抗的影响

为探讨伞形花内酯处理对猕猴桃果实采后灰霉病的控制效应,本试验研究了伞形花内酯对灰霉菌孢子和生长的影响,以及对美味猕猴桃徐香损伤接种灰霉菌后果实病害发展、抗病相关酶活性和抗性物质的影响。结果表明,离体条件下,0.5和1.0 mg·mL^-1伞形花内酯能够显著抑制灰霉菌孢子的萌发和生长;0.5 和1.0 mg·mL^-1伞形花内酯处理能够抑制损伤接种灰霉菌猕猴桃果实病斑的扩张,显著提高果肉几丁质酶(CHT)、β-1,3 葡聚糖酶(GLU)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、4-香豆酰辅酶A连接酶(4CL)、过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)的活性,提高果实贮藏后期总酚、类黄酮和木质素的含量,因而诱导了猕猴桃采后果实对灰霉病的抗性。本研究为应用外源伞形花内酯控制猕猴桃采后果实灰霉病害提供了理论依据。     

冬瓜实时荧光定量PCR内参基因的筛选与评价

为筛选适合冬瓜稳定表达的内参基因,以黑皮冬瓜低温、高温、干旱胁迫处理不同时间的叶片和正常处理不同组织为试验材料,利用RT-qPCR技术,结合GeNorm、NormFinder和BestKeeper软件评价7个候选内参基因(28SrRNA、UBQ、RP Ⅱ、GAPDH、EF-1α、UBC21和TUA)稳定性。结果表明,7个候选内参基因在不同组织和不同胁迫处理下表达丰度及稳定性存在差异; EF-1α在低温胁迫处理下表达稳定性最好;UBQ和TUA在高温和干旱胁迫处理下表达稳定性最好; EF-1α 在不同组织中表达稳定性最好。本研究结果为冬瓜内参基因的选择提供了一定的理论参考。