葡萄抗、感白粉病植株叶片蛋白质组差异比较

【目的】运用蛋白质组学比较研究白粉病不同抗病性葡萄蛋白质组构成的差异,找出白粉病感病蛋白和抗病蛋白。【方法】以抗病葡萄植株“6-12-4”和感病植株“6-12-2”为材料,在人工接种白粉菌后0（接种前）,2,4 d取叶片样品,提取其总蛋白,通过双向电泳技术,找到不同抗病性葡萄接种白粉菌后不同时间表达有差异的蛋白质点,对其中表达差异明显的蛋白质点进行回收和纯化,并进行MALDI-TOF质谱鉴定。【结果】从供试样品中共获得26个差异表达的蛋白质点,其中10个表达有明显差异的蛋白质经质谱鉴定后有7个为阳性斑点,3个为阴性斑点。蛋白质肽质量指纹鉴定结果表明,7个阳性斑点中有2个是假定蛋白,2个是未命名蛋白,差异蛋白质点5411为33 ku光系统Ⅱ放氧复合体外周蛋白,差异蛋白质点5625为核酮糖1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶,差异蛋白质点7121为病程相关蛋白PR10。【结论】这些差异表达的蛋白可能与葡萄植株抗、感白粉病的特性有一定关联。     

中国葡萄属野生种叶片抗白粉病遗传研究

用原产我国野生葡萄6种13个株系和10个欧洲葡萄品种的杂交组合：抗病×抗病,抗病×感病和感病×感病三类,获一代杂种（F#-1）1565株;二代杂种（F#-2）246株和回交一代（BC#-1）105株。采用田间自然鉴定、田间人工接种鉴定和温室接种鉴定的方法研究了F#-1、F#-2和BC#-1抗白粉病的遗传。结果表明,中国葡萄属野生种抗白粉病属于一对基因控制的显性独立遗传。     

黄瓜抗白粉病突变体筛选与鉴定

【目的】白粉病是危害黄瓜产量、品质的最严重的病害之一,抗白粉病材料的发掘与研究,可以实现从根本上解决病害问题。对获得的‘长春密刺’突变体材料进行分析,旨在筛选出黄瓜抗白粉病突变体材料,丰富育种群体。【方法】对400份‘长春密刺’突变体材料进行苗期接种白粉病菌试验,通过叶片病斑观察结合病情指数分析,初步筛选出抗病材料,将筛选出的抗病材料在大田环境下自然发病进一步观察表型。对初步筛选出的抗病材料进行苗期生理鉴定,测定并分析超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性以及叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、可溶性蛋白含量等生理指标,通过田间自然发病进一步筛选抗病材料,并测定其蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度、气孔导度、净光合速率等光合作用指标及乙烯、茉莉酸、水杨酸激素含量,并通过荧光定量PCR分析叶片中乙烯、茉莉酸、水杨酸、木质素、病程相关蛋白等防御信号途径中相关基因的表达。【结果】与感病材料相比,抗病材料的表面菌斑少,净光合速率、气孔导度都优于对照‘长春密刺’,胞间CO2浓度低于‘长春密刺’。在防御激素方面,抗病材料的乙烯、茉莉酸、水杨酸含量同样优于感病材料,而在成熟期叶片的防御信号途径相关基因表达上,抗病材料的表达高于感病材料。通过苗期接种白粉病菌和田间自然发病综合筛选出了两份抗白粉病突变体材料:Mu-86-2、Mu-58-9。【结论】通过对突变体库的筛选可以获得抗白粉病新材料,这些材料的获得对黄瓜抗白粉病的遗传研究和新品种培育具有重要价值。     

华东葡萄抗白粉病VpMYBR1基因表达与功能分析

【目的】从华东葡萄抗白粉病株系‘白河-35-1’中克隆VpMYBR1基因,并进行基因表达与功能分析,为揭示抗白粉病机制提供理论依据。【方法】采用RT-PCR 和RACE技术克隆VpMYBR1 基因cDNA全长序列,并利用半定量和定量RT-PCR技术进行不同器官和不同处理后的表达分析;通过花序浸染法转化拟南芥,对转基因及未转化对照植株抗白粉病鉴定、台盼蓝染色和抗病标记基因表达分析研究基因功能。【结果】VpMYBR1基因cDNA序列全长539 bp,有228 bp的完整开放阅读框,编码75个氨基酸,包含1个Sant/myb结构域,GenBank 登录号为HQ284197;VpMYBR1基因在‘白河-35-1’不同器官中均有表达,且叶中的表达量最强,花序和果实中表达量最弱;VpMYBR1基因的表达在抗白粉病的华东葡萄‘白河-35-1’与感病的‘湖南-1’、抗病的毛葡萄‘商-24’叶片接种白粉菌6 h后达到最大值,而且在‘白河-35-1’中最高,达接种前的28倍。同样,VpMYBR1基因在SA、MeJA处理后的‘白河-35-1’中的表达量明显高于‘商-24’和‘湖南-1’;将VpMYBR1基因导入野生型拟南芥,提高了转基因株系的抗病性;台盼蓝染色和抗病标记基因表达分析表明,该基因可能通过过敏反应（hypersensitive reaction, HR)提高了转基因株系的抗病性。【结论】从华东葡萄克隆了VpMYBR1基因,基因表达及功能分析表明,该基因具有提高转基因植株白粉病抗性的功能。     

番茄ShARPC5抗白粉病功能分析

【目的】白粉病(powdery mildew)是番茄生产上的重要病害,严重影响番茄的产量。番茄基因组测序工作的完成为抗病基因挖掘提供了重要的信息资源。ARP2/3(actin-related protein 2 and 3)复合体是肌动蛋白微丝骨架动力学的主要调控因子,能够参与包括响应外界胁迫等多种细胞学过程。本研究通过对番茄ARPC5(actin-related protein C5)进行克隆和抗病功能验证,为番茄基因组信息完善、抗病机制解析和分子育种等方面打下基础。【方法】从番茄LA1777(Solanum habrochaites)cDNA中PCR扩增ShARPC5,使用DNAMAN 6.0进行多序列比对;MEGA 6.0构建系统发育树;应用在线工具ProtComp v. 9.0进行亚细胞定位预测。利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)比较接种白粉菌(Oidium neolycopersici,On-Lz)后高感品种Moneymaker(MM)和高抗品种LA1777中番茄ARPC5的表达特征,分析白粉菌侵染与ARPC5表达的相关性。应用病毒诱导的基因沉默(virus-induced gene silencing,VIGS)技术进一步验证该基因在番茄中的抗病功能,观察沉默株和野生型株系接种后表型变化,利用台盼蓝和DAB染色法检测植株产生过敏性坏死和H2O2的能力,并检测ShARPC5沉默后一些与植物抗病相关标记基因的表达变化。采用农杆菌浸花法遗传转化拟南芥过表达ShARPC5植株,观察转基因和野生型株系接种后表型变化,并统计单病斑分生孢子数。【结果】从番茄品种LA1777中克隆到ShARPC5,编码132个氨基酸残基,包含一个保守的P16-Arc结构域。与番茄MM-白粉菌亲和互作相比,非亲和互作的番茄品种LA1777在接种白粉菌后,ShARPC5显著上调表达,尤其在接种后18 h。在番茄上沉默ShARPC5能够增加植株对白粉菌On-Lz的敏感性,防卫反应基因PR1b1显著下调表达。组织学观察显示与对照植株相比,ShARPC5沉默植株接种后诱导产生过敏性坏死和活性氧减少。在烟草上瞬时过表达ShARPC5能够诱导产生坏死斑。相反,在拟南芥上过表达ShARPC5能够增加植物的抗病性。【结论】ShARPC5是番茄响应白粉菌侵染的重要基因,可减轻番茄白粉病的发病程度,在番茄抗白粉病机理研究方面具有较大的应用价值,可作为番茄抗白粉病分子育种的一个候选基因。     

枯草芽孢杆菌对烟草白粉病抑制及控病效果研究

【目的】本文探究了枯草芽孢杆菌对白粉病病的抑制作用及其防治效果。【方法】采用扫描电子显微镜(SEM)观察枯草芽孢杆菌对白粉菌菌丝的抑制作用,同时结合田间及烘烤对比实验测定烟草生长期和烘烤过程中枯草芽孢杆菌对白粉病的防控效果。【结果】枯草芽孢杆菌对白粉菌菌丝生长和分生孢子萌发均有明显的抑制作用,其能使白粉菌菌丝顶端肿胀变形呈球状,导致新生分生孢子的个数显著减少;田间实验显示,枯草芽孢杆菌对烟草白粉病的田间防效可达70%以上,与化学药剂甲基硫菌灵相当,且对烟草叶片有一定的促生作用;烘烤前在发病烟叶上喷施枯草芽孢杆菌,可有效降低烘烤过程中白粉病的发病程度,其防效为36.59%,而甲基硫菌灵则不具备这种作用。【结论】枯草芽孢杆菌不仅对田间防治白粉病具有重要应用价值,而且在烘烤过程中也能降低白粉病原菌的再侵染,其控病作用的机制可能是对病原菌孢子萌发具有一定的抑制作用。     

黄瓜抗白粉病突变体筛选与鉴定

【目的】白粉病是危害黄瓜产量、品质的最严重的病害之一,抗白粉病材料的发掘与研究,可以实现从根本上解决病害问题。对获得的‘长春密刺’突变体材料进行分析,旨在筛选出黄瓜抗白粉病突变体材料,丰富育种群体。【方法】对400份‘长春密刺’突变体材料进行苗期接种白粉病菌试验,通过叶片病斑观察结合病情指数分析,初步筛选出抗病材料,将筛选出的抗病材料在大田环境下自然发病进一步观察表型。对初步筛选出的抗病材料进行苗期生理鉴定,测定并分析超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性以及叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、可溶性蛋白含量等生理指标,通过田间自然发病进一步筛选抗病材料,并测定其蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度、气孔导度、净光合速率等光合作用指标及乙烯、茉莉酸、水杨酸激素含量,并通过荧光定量PCR分析叶片中乙烯、茉莉酸、水杨酸、木质素、病程相关蛋白等防御信号途径中相关基因的表达。【结果】与感病材料相比,抗病材料的表面菌斑少,净光合速率、气孔导度都优于对照‘长春密刺’,胞间CO₂浓度低于‘长春密刺’。在防御激素方面,抗病材料的乙烯、茉莉酸、水杨酸含量同样优于感病材料,而在成熟期叶片的防御信号途径相关基因表达上,抗病材料的表达高于感病材料。通过苗期接种白粉病菌和田间自然发病综合筛选出了两份抗白粉病突变体材料：Mu-86-2、Mu-58-9。【结论】通过对突变体库的筛选可以获得抗白粉病新材料,这些材料的获得对黄瓜抗白粉病的遗传研究和新品种培育具有重要价值。     

柑桔叶面炭疽病Colletotrichum gloeosporioides附着胞的研究

在自然条件及人工接种外观无症柑桔叶片表明,柑桔叶片表面存在大量炭疽病菌的附着胞。人工接种幼苗的叶片上虽有大量附着胞存在,但经23个月后仍未见显症发病现象。接种植株上的新叶未见病菌附着胞。叶片组织解剖未发现病菌菌丝,这说明柑桔炭疽病潜伏侵染结构是普遍存在于柑桔叶面的附着胞。     

草莓根部侵染草莓炭疽菌的致病动态变化过程

为了从组织学和细胞学水平上了解草莓炭疽菌(Colletotrichum fragariae)病原菌致病机理及其与寄主的互作机制,通过草莓炭疽菌分生孢子液接种侵染健康草莓幼苗根,在荧光显微镜下观察病原菌的侵染过程,研究草莓根部浸染草莓炭疽菌的致病性。结果表明,接种12 h,95%的分生孢子萌发;接种24 h,69%芽管顶端产生附着胞或附着枝并形成侵入钉开始侵染根表皮细胞;接种48 h,产生大量菌丝并纠结成网状;接种4 d,少量的根尖开始变褐;接种9 d,整个根系几乎变为黑褐色,产生少量分生孢子盘;接种13 d,侵染菌丝扩展到主轴根微管柱,新的分生孢子产生,完成一个侵染循环;接种20 d,侵染菌丝入侵到达叶柄和花茎;接种41 d,侵染菌丝扩散到叶柄表面并侵染叶柄腺毛;接种55 d,侵染菌丝入侵到达叶片并侵染叶片腺毛,组织细胞开始崩解死亡,叶片上形成典型的炭疽病病斑。[结论]:C.fragariae能通过根侵染到整株植株,属于系统性侵染。     

胶孢炭疽菌侵染杨树叶片的组织病理学研究

目的明确胶孢炭疽菌在杨树叶片上的侵染过程,为进一步从分子水平研究该菌的致病机制和杨树抗病分子育种奠定基础。方法用绿色荧光蛋白标记的胶孢炭疽菌菌株BH12-2的分生孢子悬浮液接种健康杨树叶片,采用光学显微镜和电子显微镜观察病原菌的侵染过程和杨树叶片的防卫反应。结果接种4h后,孢子开始萌发产生芽管;8h时芽管顶端形成附着胞;12h时成熟的附着胞中央形成侵染钉;24h时,孢子另一端萌发形成芽管和附着胞;48h后芽管不断分枝异化成菌丝并产生次级分生孢子;接种3d时,附着胞基部的侵染钉穿透寄主角质层和表皮细胞壁膨大形成侵染泡囊,侵染泡囊初始生长在寄主细胞壁和细胞膜之间,不穿透寄主的原生质体,随后产生初生菌丝和次生菌丝的分化;接种4~5d后,次生菌丝在寄主表皮和叶肉组织内大量扩展;第6d时,菌丝聚集在角质层下形成子座组织,并产生分生孢子梗和分生孢子。随着菌丝的扩展,叶片组织发生一系列的病理变化,在侵入点周围的叶肉细胞壁附近产生胼胝质,细胞壁向内凹陷并发生溶解,细胞质消解,叶绿体等细胞器解体以及寄主细胞坏死塌陷,最终在叶表面产生典型的褐色坏死病斑。结论胶孢炭疽菌在侵染过程中,一个分生孢子可萌发形成多个芽管和附着胞,提高其成功侵染的几率;胶孢炭疽菌对杨树叶片的侵染类型为细胞内半活体营养侵染型。