研究显示:有望促成土壤真菌取代农用磷肥

<正>据悉,英国剑桥大学研究人员参与的一项研究显示,土壤真菌对农作物根部生长和养分吸收具有一定促进作用,未来有望以此为基础开发出生物肥料,取代目前大量使用的磷肥。报告介绍,研究人员观察了一种常见的土壤真菌与水稻根部的共生关系。真菌与植物营养根形成的共生体称为菌根,在自然界中分布广泛。研究发现,这种真菌能附着在水稻根部,并从细胞层面促进作物     

宿主植物对AM真菌生长发育的影响

研究了宿主植物对丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizae,AM)真菌(Glomus mosseae)生长发育的影响。结果表明:温室条件下,4种宿主植物都能与丛枝菌根真菌共生,综合比较菌根长度、根外菌丝量及孢子数3项指标,高粱敖杂1号对真菌的生长发育最为有利。宿主植物菌根长度及根中的可溶性糖质量分数与根外孢子数呈显著正相关,而宿主植物中磷质量分数与菌根真菌的生长发育没有显著的相关性。说明不同宿主植物甚至同种宿主植物不同基因型的品种与丛枝菌根真菌的共生状况不同,宿主植物的菌根长度及根中可溶性糖质量分数对菌根真菌的生长发育有显著影响。     

丛枝菌根(AM)真菌扩培技术研究进展

AM真菌在没有植物共生的情况下还无法像其他种类真菌一样在培养基上纯培养,这一问题极大地限制了对AM真菌的基础研究和应用研究。为了明确不同丛枝菌根(AM)真菌培养的特点,最终实现AM真菌的纯培养目标,本文归纳并比较了AM真菌与完整植物体共生培养的方法,包括土壤盆栽法、营养液膜法、汽雾栽培法、培养基培养法;总结了AM真菌与植物根系双重培养的方式,包括原生根培养和转化根培养。同时提出了相关后续的研究重点,以期为AM真菌培养及共生机制研究提供参考。     

华中农业大学在真菌菌丝抗逆机制研究中取得新进展

<正>生长激素吲哚乙酸(indole-3-acetic acid,IAA)作为一种调节植物生长发育的激素类物质,在植物中得到了广泛研究,发现其与植物抗逆性具有紧密的关系。人们已经发现真菌也能产生IAA,共生真菌产生的IAA可以促进植物的生长,但没有人关注到真菌IAA与自身抗逆性之间。近日华中农业大学植物科学技术学院应用真菌团队在《Cellular Physiology and Biochemistry》、《Fungal Genetics and Biology》以及《菌物学报》杂志上在线发表题为"Proteome     

AM真菌对植物防御性蛋白的影响:研究进展

丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal,AM)真菌是一类普遍的内生菌根真菌,能够与大多数陆生植物的根系形成共生菌根。为了系统了解AM真菌在农业生产上提高植物抗病性、抗逆性和促进植物生长发育的机制,本研究归纳了近年来国内外关于AM真菌与植物共生能够促使植物产生防御性蛋白[如可溶性蛋白、病程相关蛋白(Pathogenesis related protein,PR-蛋白)]的机理及其提高防御酶活性等的最新研究进展,并分别概述了在生物胁迫、非生物胁迫和自然生长3种环境下,植物体的相关防御性蛋白和防御性酶活力受AM真菌的影响状况。最后指出AM真菌-根系共生蛋白在农业生产应用中的发展前景并对其进行了展望。     

天麻种子共生萌发中SCPL基因的克隆与分析

天麻种子细小,无胚乳,自然条件下需与内生真菌共生才能萌发。近年来,研究发现丝氨酸羧肽酶(serine carboaypeptidase,SCP)及其类蛋白(serine carboaypeptidase-like proteins,SCPL)可以参与种子萌发中储藏蛋白的水解,以及植物激素油菜素内酯和脱落酸的信号传导,在种子萌发的过程中具有重要作用。本研究以共生萌发的天麻(Gastrodia elata Bl.)种子为材料,采用RACE技术获得丝氨酸羧肽酶基因全长cDNA,命名为GeSCPL。该基因全长cDNA为1 665 bp,编码463个氨基酸。亚细胞定位显示该蛋白主要表达于胞外和液泡中,具有S10结构域,属于S10超家族,并存在4种修饰方式,可能属于羧肽酶C,且与其他科属植物的丝氨酸羧肽酶基因相似性较高。qPCR结果表明,在与真菌的共生萌发过程中,天麻原球茎中GeSCPL基因的表达量下降。本研究首次获得了天麻种子GeSCPL全长cDNA序列,为进一步研究天麻种子共生萌发的分子机制提供科学依据。     

中科院揭示植物激控菌根共生的分子机理

<正>菌根是指植物与土壤中的菌根真菌形成的共生体,分布广泛,超过80%的陆生植物都能够与菌根真菌形成共生体。目前的研究表明,植物-菌根真菌共生是植物由水生向陆生植物进化所必须的,植物-菌根共生的建立在自然界有巨大的竞争优势。在植物-菌根共生中,真菌一方面从植物获得碳源等有     

菌根真菌对植物氮素利用影响研究进展

氮素是植物生长发育的必需元素,是陆地生态系统初级生产力的主要限制因子,对植物生长发育有重要意义。菌根真菌与植物形成共生关系,促进植物从土壤中吸收氮素,减少氮素对植物生长的限制,增强土壤-菌根真菌-植物三者之间的氮素交流,在氮循环中起重要作用。从菌根真菌对不同形态氮素的利用、菌根真菌影响植物氮代谢、菌根真菌对土壤氮循环的生态学意义等方面进行了综述。基于当前菌根真菌对植物氮素利用影响的研究现状,建议结合基因组学、转录组学、蛋白组学及环境基因组学技术,重点研究菌根真菌—植物共生体的氮转运机制,解析菌根真菌—植物—土壤间氮素交流的主要路径及基因互作网络,以期促进植物氮素利用率,减少氮肥的施用,促进农业可持续发展。     

共生真菌对豆科植物吸收微量元素的影响及相关机制

为了更好理解农业生产中土壤有效微量元素匮乏或比例不平衡问题,本文介绍了植物-有益真菌之间的相互作用,尤其是豆科植物与内生真菌和菌根真菌之间的联系。植物-有益真菌共生能够不同程度地促进宿主吸收水分及土壤微量元素,提高植物生长及产量。本文总结了共生真菌调节的植物从土壤环境吸收微量元素的促进机制,并把机制总结为三个方面：（1）共生体系分泌的酸性化合物可以溶解土壤中难溶性矿物质,使土壤中微量元素有效性提高;（2）共生真菌产生的次级代谢产物提高宿主根部对微量元素的吸收和转运速率;（3）共生真菌定殖可以诱导宿主微量元素吸收和转运相关基因的表达。最后,文章对该领域存在的问题进行讨论,并展望了共生真菌在农业上的应用潜力。     

河北省又取得一批农药植保类科研成果

<正>(接上期)8.病原细菌的III型分泌系统和铁代谢与致病性的关系研究单位名称:河北农业大学评价单位名称:河北省科技成果转化服务中心课题研究利用比较基因组的方法,对已完成全基因组测序的16个植物病原细菌基因组进行序列分析,推测出基因组中的致病基因并对其进行了功能分类。通过将这些致病基因与20个细菌基因组中的基因进行BlastP分析,确定了这     

蒺藜苜蓿和天蓝苜蓿MYB转录因子的筛选和特征分析

世界人口持续增加,各种气候灾害频发,这两个因素给农业生产造成越来越严重的威胁。鉴定植物抗逆相关基因,利用基因工程和分子育种技术提高农作物对非生物胁迫的抗性是解决这个问题的主要途径。MYB转录因子家族是植物中广泛存在、具有重要功能的一类转录因子,在植物各种生理过程中起中心的调节作用,如调控植物特有的次级代谢过程或细胞壁形态过程,以及对生物和非生物胁迫的抗性。本研究利用生物信息学方法对蒺藜苜蓿全基因组中的MYB基因家族进行筛选,对筛选出的完整MYB基因结构、染色体定位、系统发生、基因表达特征等进行分析,并与天蓝苜蓿转录组测序获得的MYB基因家族进行比较,旨在为苜蓿植物育种提供重要的理论依据。我们在蒺藜苜蓿的基因组中鉴定出219个MYB基因。这些基因不均匀地分布在蒺藜苜蓿的8条染色体上,5号染色体最多(45个)。以拟南芥的MYB基因为outgroup,我们构建了蒺藜苜蓿、天蓝苜蓿与拟南芥的MYB基因系统发育图。利用已有的基因芯片表达数据,分析了蒺藜苜蓿MYB基因的表达特点,发现了一些响应盐胁迫、根腐病菌侵染和菌根真菌共生的MYB基因。本研究的研究结果有助于蒺藜苜蓿MYB基因家族的功能分析和挖掘的研究。     

水稻长链脂肪醇氧化酶基因OsFAO结构分析及其进化研究

我们通过多年来的研究已证实在高等植物中也存在编码类似于工业酵母中长链脂肪醇氧化酶(FAO)的基因.本文对单子叶植物水稻FAO基因的结构、起源和进化进行了分析.利用拟南芥中FAO蛋白的氨基酸序列对水稻基因组进行tblastn及blastp搜索,结果显示在水稻基因组中存在4个FAO基因,1个位于2号染色体,命名为OsFAO1;另外3个在10号染色体上,分别命名为OsFAO2、OsFAO3和OsFAO4.其中位于2号染色体上的OsFAO1,基因由3个外显子和2个内含子组成;10号染色体上的3个FAO基因中,OsFAO3和OsFAO4为2个外显子和1个内含子组成,OsFAO2是由4个外显子和3个内含子组成.序列预测结果显示,OsFAO1编码跨膜蛋白的可能性更大.我们进一步对已知序列的各类原核(874种)和各类真核(包括20种真菌)的基因组进行了分析,发现FAO基因主要存在于真菌和陆生植物基因组中,而不存在于原核和藻类的基因组中.对陆生植物基因组中的FAO基因的分析结果表明水稻中OsFAO1基因序列相对原始.     

四种真菌基因组编码的细胞壁降解酶生物信息学分析

本文对两种病原性真菌[稻瘟病菌(M.grisea)、小麦赤霉病菌(F.graminearum)]和两种非病原性真菌[粗糙脉孢菌(N.crassa)、构巢曲霉(A.nidulans)]基因组编码的植物细胞壁降解酶（PCWDEs）进行了广泛的生物信息学研究。植物病原性真菌可以通过分泌PCWDEs降解宿主植物的细胞壁。PCWDEs能够穿过植物细胞壁的天然屏障,并生成一些有利于真菌生长的简单小分子物质。因此,PCWDEs在植物的致病过程中可能扮演着十分重要的角色。本研究首先通过BLAST（Basic Local Alignment Search tool）结合人工二次筛选确定了四种真菌基因组编码的不同植物细胞壁降解酶（PCWDEs）的数目;然后,利用SignalP来判断PCWDEs能否被分泌到细胞外。通过在基因组水平上对四种病原性和非病原性真菌基因组编码的PCWDEs的比较,我们可以发现不同真菌之间确实存在着一些显著的生物学差异。     

檀香科半寄生植物叶绿体基因组比较与进化分析

檀香科植物具有极高的观赏价值与经济价值,其中大多数为半寄生物种,包括兼性半寄生与专性半寄生类型,在半寄生类植物系统发育研究中具有重要的地位。本研究以檀香科12个半寄生物种叶绿体基因组序列为研究对象,分析其基因组基本特征、基因组比较以及系统进化关系。结果表明：(1)基因组特征分析方面：与典型的被子植物叶绿体基因组相比,檀香科半寄生物种叶绿体基因组略有缩短。檀香科物种密码子偏好性与其他陆生植物一致,密码子第三位更偏好A或T。重复序列和SSR序列鉴定结果表明,槲寄生属物种与其他物种在序列数目和长度上存在差异。(2)基因组比较分析发现,部分檀香科植物IR区域扩张引起了LSC-IR边界改变,IR-SSC区域差异是边界处基因区域倒置的结果。此外,部分蛋白编码基因(ndh, infA, matK,rpl33和ccsA)被假基因化或完全缺失。(3)基于叶绿体全基因组序列构建的系统发育树揭示了檀香科物种之间的进化关系,结果显示檀香科半寄生物种叶绿体基因组可能以谱系特异性方式进化。本研究结果为檀香科种间鉴别、SSR分子标记开发、系统发育和叶绿体基因组进化提供了理论基础。     

兰科植物与共生真菌互作关系的研究进展

兰科植物的种子细小,是所有被子植物中最小种子类型之一,只具备一种不被胚乳包围且小而不发达的胚,在其生命周期的整个过程中,特别是在营养资源匮乏的早期阶段,对共生真菌的依赖性非常强。共生真菌与兰科植物形成菌根联合共生体为种子萌发、原球茎生长发育、幼苗分化以及成年植株生殖生长提供所需的营养物质。本研究对兰科植物共生真菌的研究历程与概况、菌根互作关系、多样性与专一性、促生作用以及应用前景等方面进行了综述,并在此基础上进行展望,以期为兰科植物野生资源保育与开发、人工栽培生产以及生防菌与菌肥研发等研究提供参考。     

芸薹属植物PHYB基因的鉴定与比较分析

植物光敏色素B (PHYB)是一种可吸收红光/远红光的光受体,参与调控植物光形态建成、开花时间、种子萌发等生长发育过程。本研究在芸薹属白菜(AA)、甘蓝(CC)、甘蓝型油菜(AACC)、黑芥(BB)和芥菜(AABB)中鉴定了9个PHYB基因,其中芸薹属A基因组和B基因组中均只有1个PHYB基因,而C基因组中有2个PHYB基因。C基因组中定位在MF2亚基因组上的BoPHYB2和BnCPHYB2有较多的片段缺失。比较分析芸薹属PHYB基因上游调控序列发现这些PHYB基因中均有多种光调控元件,每个PHYB基因上游均有2个保守的G-box元件,在其两侧至少有2个SORLIP2元件。基于转录组测序数据,显示白菜BrPHYB基因在根、茎、叶、花和角果中以及在不同胚胎发育阶段均有表达。通过对全基因组已测序的芸薹属植物PHYB基因的鉴定、进化关系、启动子基序及基因表达等分析,对进一步深入研究芸薹属植物PHYB基因提供了理论依据。     

AM真菌对植物防御性蛋白的影响

丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal,AM)真菌是一类普遍的内生菌根真菌,能够与大多数陆生植物的根系形成共生菌根。大量的研究表明,AM真菌能够通过诱导植物体产生一些防御性蛋白,并且提高植物叶片及根系的抗氧化酶活力来增强植物的抗逆性、抗病性,与此同时也能促进植株生长,调节菌根根际土壤的理化环境和营养环境。为了系统了解AM真菌在农业生产上提高植物抗病性、抗逆性和促进植物生长发育的机制,本文归纳了近年来国内外关于AM真菌与植物共生能够促使植物产生防御性蛋白[如可溶性蛋白、病程相关蛋白（Pathogenesis related protein,PR-蛋白）]的机理及其提高防御酶活性等的最新研究进展,并分别概述了在生物胁迫、非生物胁迫和自然生长三种环境下,植物体的相关防御性蛋白和防御性酶活力受AM真菌的影响状况。最后指出AM真菌-根系共生蛋白在农业生产应用中的发展前景并对其进行了展望。     

番茄WRKY转录因子in silico鉴定及表达分析

WRKY蛋白是植物中最大的转录因子家族之一,对植物的生长发育具有重要调控作用。本研究利用番茄全基因组测序结果鉴定了WRKY基因,分析了其系统发育关系,内含子-外显子结构,染色体上的分布及其表达方式。研究表明:番茄中存在81个WRKY转录因子,分为三类(Ⅰ,Ⅱ和Ⅲ),第Ⅰ和Ⅱ类分别细分为2和5个亚类,这些基因不均匀分布在番茄的11条染色体上;基因结构分析表明番茄WRKY转录因子进化过程中可能发生内含子的缺失/获得事件;不同芯片表达分析表明WRKY基因不仅参与了番茄根、子叶和真叶等不同组织类型的生长发育,而且还参与了一些生物胁迫(盐)和非生物胁迫(真菌激活子)的反应。     

王二涛团队首次发现植物转运葡萄糖的“交通工具”

<正>中科院上海植物生理生态研究所王二涛研究组首次发现,在丛枝菌根真菌与植物的共生过程中,脂肪酸是植物传递给菌根真菌的主要碳源形式。他们还发现,脂肪酸作为碳源营养在植物-白粉病互作中起着重要作用。《科学》杂志日前在线发表了此项研究成果。菌根共生是植物与菌根真菌建立的互惠互利的同盟,也是自然界最为广泛的共生形式。植物可通过与菌根真菌     

宿主不同对丛枝菌根真菌扩繁效应的影响

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)在土壤生态系统中发挥着巨大作用,但目前AMF还不能纯培养,只能通过与宿主植物共生的方式扩繁.为研究不同宿主植物对AMF的扩繁效应,本研究选择玉米(Zea mays)、高粱(Sorghum bicolor)、黑麦草(Lolium perenn...