响应黄龙病侵染的柑橘乙醇脱氢酶基因CsADH1的克隆与表达分析

对前期在感染黄龙病的‘晚锦橙’中发现的明显差异表达的柑橘乙醇脱氢酶(CsADH1)基因进行克隆测序分析,结果表明,CsADH1的CDS序列长为1143bp,编码380个氨基酸。蛋白质结构预测显示,CsADH1含有乙醇脱氢酶Gro ES(ADH_N)和ADH_zinc_N保守结构域。进化树分析显示,CsADH1蛋白与拟南芥、蓖麻和中国莲的ADH蛋白亲缘关系最近。亚细胞定位结果显示,CsADH1蛋白定位在细胞质中。以感病‘晚锦橙’的根和叶脉为材料,q PCR分析显示CsADH1在感病根和叶脉中均上调表达,且根中的表达水平是叶脉中的10倍。离子胁迫试验和外源植物生长调节剂诱导试验表明,Zn、水杨酸(SA)、生长素(IAA)和脱落酸(ABA)均显著诱导CsADH1上调表达,并且根中的表达水平明显高于叶中。本结果表明,CsADH1可能在柑橘根响应黄龙病菌侵染中起着重要作用。     

柑橘响应黄龙病菌侵染的NAC基因的克隆及表达分析

挖掘柑橘抗黄龙病（Huanglongbing,HLB）基因是抗病育种的基础和关键。以感染黄龙病菌亚洲种Candidatus Liberibacter asiaticus(CLas)早期（2个月）锦橙根和叶片中脉比较转录组数据为基础，筛选到9个响应柑橘黄龙病侵染诱导的NAC基因，从中选3个差异表达水平较高的基因克隆，分别命名为Cs NAC21/22、Cs NAC68和Cs NAC78。生物信息分析表明3个基因均符合NAC基因家族的特征；烟草亚细胞定位结果表明，Cs NAC68定位在细胞核，Cs NAC21/22和Cs NAC78定位在细胞核和细胞质。实时荧光定量PCR(q RT-PCR)分析表明，3个候选基因在易感HLB的锦橙、耐病的马蜂柑和高耐病的九里香的组织和病原菌诱导表达特征呈现明显差异。以健康植株为对照，Cs NAC68和Cs NAC78主要在锦橙的根中响应CLas感染，显著上调表达，Cs NAC68在九里香叶肉和马蜂柑根中响应CLas感染，显著上调表达；Cs NAC21/22主要在锦橙根和马蜂柑叶肉中显著下调表达。以‘锦橙’叶片为试材通过q RT-PCR分析候选基因响应SA、J...     

响应黄龙病侵染的柑桔韧皮部蛋白2基因筛选及表达分析

为了探索柑桔韧皮部蛋白2(Phloem Protein 2,PP2)在寄主与黄龙病菌互作中的功能,以嫁接传毒后的高感种质锦橙Citrus sinensis和耐病种质酸柚Citrus grandis病枝叶片为材料,通过实时荧光定量PCR方法从全基因组水平初步筛选到6个响应黄龙病侵染诱导的PP2基因,并比较了其在锦橙和酸柚中的相对表达量。结果表明,CsPP2B15可能与耐病有关,CsPP2B2和CsPP2B10可能与感病相关。采用生物信息学的方法对6个基因编码氨基酸序列从结构组成、基本理化性质、亲疏水性进行分析并构建了系统发育树,发现在柑桔中CsPP2B15和CsPP2A与拟南芥PP2的亲缘关系较近,而CsPP2B2、CsPP2B10、CsPP2B12-1、CsPP2B12-2与大豆PP2亲缘关系较近,CsPP2A与拟南芥PP2的亲缘关系最近。     

柑橘黄龙病相关水杨酸羧基甲基转移酶基因CsSAMT-1的克隆与表达分析

为研究水杨酸羧基甲基转移酶(Salicylic acid carboxyl methyltransferase,SAMT)在柑橘防御黄龙病(Huanglongbing,HLB)中的作用,克隆获得Cs SAMT~(-1)基因,并以易感HLB锦橙和耐HLB酸柚为试材进行基因表达分析。q RT-PCR结果表明,易感病锦橙中CsSAMT~(-1)在感染HLB后上调表达,且在叶脉中的表达量显著高于叶肉;而耐病酸柚中CsSAMT~(-1)呈组成型表达。外源水杨酸(SA)和茉莉酸甲酯(MeJA)处理锦橙和酸柚,均可诱导CsSAMT~(-1)上调表达。HLB侵染前,耐病酸柚叶脉中SA和水杨酸甲酯(MeSA)含量分别为11.85和18.18 ng·g~(-1),显著高于锦橙(0.82和0.01 ng·g~(-1));HLB侵染后,锦橙中SA和MeSA含量明显上升,酸柚中SA含量明显下降,MeSA含量基本保持原有水平。研究表明,Cs SAMT~(-1)可能通过调节SA和Me SA信号分子转换来增强对柑橘黄龙病的抗性。     

柑橘CsNCED3-2的克隆及其响应溃疡病菌侵染的表达分析

柑橘溃疡病是世界柑橘的一种重要病害,对柑橘产业造成严重的经济损失。对柑橘中9–顺式–环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)基因家族进行注释,并克隆出受柑橘溃疡病菌诱导表达的CsNCED3-2,确定了其表达模式。从柑橘全基因组公共数据库共注释出14个NCED基因家族成员,根据系统发育树和功能结构域将其分为4个亚类;CsNCED3-2其序列全长2 377 bp,开放阅读框1 830 bp,编码609个氨基酸,属于RPE65超家族成员和类胡萝卜素双加氧酶家族成员,是非分泌性蛋白;在‘晚锦橙’和‘金弹’叶片注射溃疡病菌后的各个时间点,‘晚锦橙’叶片中CsNCED3-2的相对表达量总体高于‘金弹’,并且两品种的相对表达变化呈相反趋势;与茎、叶和种子相比,CsNCED3-2在两品种果皮中表达量较高;两品种的CsN CED3-2上游启动子均含有参与植物激素和逆境应答相关的顺式作用元件ABRE(脱落酸响应)、TCA-element(水杨酸响应)、MYC/MYB(干旱响应)等,但数量和类型存在差异。     

柑橘MAPK基因的生物信息及其响应溃疡病菌侵染的表达分析

为挖掘柑橘溃疡病抗性关键基因,对柑橘促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)基因家族进行注释和功能域分析,明确了CsMPK1、CsMPK3、CsMPK4、CsMPK6和CsMPK19的组织表达特异性和在抗病品种‘金弹’(Fortunella japonica Swingle)和感病品种‘晚锦橙’(Citrus sinensis Osbeck)中受病原菌(Xanthomonas citri subsp.citri,Xcc)诱导的表达情况;并对CsMPK19进行了生物信息分析。共注释出12个柑橘MAPK基因家族成员,根据系统发育树将其分为3个亚类,均含有促分裂原活化蛋白激酶(Pkinase)功能结构域。其中CsMPK1、CsMPK3、CsMPK4-1和CsMPK6在果实中表达水平较高,CsMPK19在叶片中表达量相对较高。CsMPK1的表达在溃疡病抗(感)品种中均受病原菌强烈诱导,且在感病品种中上调的幅度高于抗病品种;CsMPK3和CsMPK6仅在感病品种中病原菌处理早期有较强烈的响应;CsMPK4-1和CsMPK4-2的表达在感病品种中受病原菌诱导上调,而在抗病品种中病原菌处理后低于水处理对照;...     

CsWRKY22启动子的克隆及响应柑橘溃疡病菌侵染的表达特征

由柑橘黄单胞杆菌致病变种(Xanthomonas citri subsp. citri,Xcc)引起的柑橘溃疡病严重危害着柑橘产业的健康可持续发展。前期研究表明,CsWRKY22可能是溃疡病感病基因。从‘晚锦橙’(Citrus sinensis Osbeck)中克隆了CsWRKY22的两个等位启动子pCsWRKY22-1和pCsWRKY22-2,长度分别为1 428和1406bp。序列分析表明两个等位启动子序列一致性为91.76%。两个等位启动子含有多种参与植物防御反应和生长发育的顺式作用元件,相同元件的数量和位置基本一致,不同的是,在TATA-box下游,pCsWRKY22-1含有2个22 bp长的TA-rich转录增强序列,而pCsWRKY22-2只含有1个。构建CsWRKY22启动子控制GUS报告基因的植物表达载体pC sW RKY22::GUS,并用农杆菌介导法转化‘晚锦橙’,经GFP活性检测和PCR鉴定获得pCsWRKY22-1::GUS和pCsWRKY22-2::GUS转基因植株各8株和4株。GUS组织化学染色、GUS酶活性及定量PCR分析表明,CsWRKY22启动子具有较强的机械伤诱导活性和柑橘溃疡病病原菌诱导活性,同时具有一定水平的基础表达特性。pCsWRKY22-1机械伤诱导活性高于pCsWRKY22-2,而pCsWRKY22-2溃疡病菌诱导活性高于pCsWRKY22-1。     

柑橘响应溃疡病菌转录因子基因CsAP2-09的克隆与功能分析

对柑橘中AP2转录因子进行注释,并克隆柑橘溃疡病相关的Cs AP2-09,研究外源水杨酸、茉莉酸甲酯、乙烯利、机械损伤以及溃疡病菌对该基因的诱导表达,确定其表达模式。从柑橘全基因组公共数据库一共注释出12个AP2成员,据系统发育和结构可以将其分为4个亚类;可能与抗、感溃疡病相关的Cs AP2-09基因全长4 159 bp,开放阅读框1 467 bp,编码488个氨基酸,具有典型的AP2结构,同时也具有一些结构特殊性;该基因在细胞核中优势表达,与定位信号预测结果吻合;上游启动子元件含多个与植物逆境或激素应答相关的顺式作用元件,如BOX-W1、CGTCA-motif、TCA-element、WUN-motif等;诱导结果表明Cs AP2-09对外源水杨酸、茉莉酸甲酯、乙烯利及机械损伤均有响应;柑橘溃疡病菌侵染可诱导抗病品种四季橘中此基因明显上调表达,而在感病品种纽荷尔中变化趋势不显著。上述研究表明Cs AP2-09是一个响应溃疡病菌侵染的,可作为研究柑橘抗溃疡病的候选基因。目前已将其在锦橙中超表达,共筛选出8个转基因植株,后期将对其进行抗病性评价以确定其分子育种价值。     

柑橘黄龙病防治的几项关键技术

柑橘黄龙病是由韧皮部杆菌引起的病害,迄今为止没有很好的防治药剂,是一种毁灭性病害。赣南是柑橘黄龙病区,也是柑橘木虱分布区,因此防治好柑橘黄龙病对赣南脐橙的发展具有重要意义。笔者所工作的柑橘园位于江西省全南县南泾镇,面积80hm2,     

资源县柑橘黄龙病发生情况与综合防治

调查广西资源县柑橘黄龙病发生情况和为害程度,介绍广西资源县采取的主要防控措施和效果。     

柑橘胼胝质合成酶基因家族的表达分析

胼胝质由胼胝质合成酶合成,胼胝质沉积是植物对入侵病原的防御反应。为了探索胼胝质合成酶(Callose synthase,CalS)基因在柑橘中对黄龙病的应答情况,从甜橙基因组中筛选并利用生物信息学分析了柑橘胼胝质合成酶(CsCalS)家族的12个基因。这些基因编码的氨基酸序列与拟南芥中的胼胝质合成酶具有较高的同源性。荧光实时定量PCR结果显示,CsCalS5和CsCalS12在柑橘健康叶片中的表达量高于其他胼胝质合成酶基因。比较黄龙病感病材料和健康对照材料,发现CsCalS5、CsCalS7和CsCalS8在感病的‘砂糖橘’和‘强德勒’柚中均上调表达,可能参与柑橘对黄龙病病原的应答反应。     

柑橘4个WRKY转录因子基因的克隆及其响应柑橘溃疡病菌侵染的表达分析

以纽荷尔脐橙和四季橘为试验材料,基于溃疡病菌诱导的柑橘转录组数据库,利用PCR方法克隆获得4个WRKY家族基因Cs WRKY22、Cs WRKY50、CsWRKY72-1和CsWRKY72-2的cDNA全长序列。序列分析结果表明,这4个基因的cDNA全长分别为1 123、1 312、1 809和2 208 bp,开放阅读框长度分别为921、480、1 809和1 767 bp,各编码306、159、602和588个氨基酸。氨基酸序列和结构分析显示,这4个基因属于第Ⅱ类WRKY蛋白。进化树分析显示,所克隆的4个柑橘WRKY蛋白与可可、葡萄等WRKY蛋白亲缘关系较近。亚细胞定位显示,所克隆的4个WRKY基因定位于细胞核,与亚细胞定位预测相符。对纽荷尔脐橙和四季橘中4个基因受溃疡病菌诱导的表达分析表明,CsWRKY22参与寄主的感病反应,而CsWRKY50参与抗溃疡病的免疫应答反应。柑橘溃疡病菌能抑制CsWRKY72-1和CsWRKY72-2介导的寄主基础免疫。水杨酸(SA)和茉莉酸甲酯(MeJA)处理表明,4个Cs WRKY基因均不参与SA和MeJA介导的寄主抗病和抗逆反应。     

应应用PCR及Nested-PCR技术检测柑橘黄龙病病原研究

 以采自田间和广东省农业科学院果树研究所防虫隔离网室内嫁接并感染黄龙病的5 个柑橘品种叶片为材料, 以草本指示植物长春花( Catharanthus roseas) 和木本指示植物　柑( Citrus reticulata Blanco) 鉴定为基础, 采用改良的CTAB 法提取总DNA , 在此基础上进行常规PCR 与Nested-PCR 检测, 并对特异目的片段进行克隆、测序。试验证明Nested-PCR 比常规PCR 的灵敏度更高。这两种方法均可以检测出未显症的黄龙病材料, 但Nested-PCR 可以在木本指示植物嫁接后40 d 左右、草本指示植物摩擦接种1 个月左右检测到病原;而常规PCR 在木本植物嫁接后60 d 左右、草本植物摩擦接种近2 个月左右才能检测到病原。常规PCR 所能检测到的最低DNA 的量为pg 数量级; Nested-PCR 检测病原DNA 灵敏度约为常规PCR 的104 倍。     

柑橘转录因子基因CitMYB22的分离、表达及亚细胞定位分析

以‘资阳’香橙(Citrus junos‘Ziyang’)为材料,利用RT-PCR技术,分离到1个MYB基因,CitMYB22。比对分析发现,CitMYB22含有两个内含子,开放阅读框(ORF)为696 bp,可编码231个氨基酸残基的多肽。氨基酸聚类和结构分析表明,CitMYB22属于MYB类转录因子家族中的R2R3-MYB亚家族。进化树分析表明,CitMYB22与拟南芥参与逆境响应的R2R3-MYB亚家族成员At MYB15的同源性最高。克隆CitMYB22的ATG上游2 500 bp内启动子顺式元件,预测其含有多个与植物逆境和激素应答相关的顺式作用元件,如HSE、SARE和MBS等。亚细胞定位结果显示CitMYB22蛋白定位在细胞核中。实时定量结果表明,CitMYB22在叶、花中的表达量明显高于根和幼果,且在外源脱落酸、水杨酸、甲基茉莉酸、1–氨基环丙烷基羧酸以及高盐、脱水和4℃低温等非生物逆境胁迫下,均被诱导上调表达,推测CitMYB22可能与‘资阳’香橙的抗逆性相关。     

柑橘CsTBL1启动子的克隆及其在转基因拟南芥中的活性分析

以奥林达夏橙[Citrus sinensis(L.)‘Olinda’]为材料,克隆了CsTBL1基因编码起始位点上游长度为2 361 bp的启动子序列。生物信息学预测表明,该启动子中含有多个与逆境应答相关的顺式作用元件。为进一步分析CsTBL1启动子的功能,构建了该基因启动子与GUS基因融合的植物表达载体,并用浸花法转化拟南芥,对T3代转基因拟南芥进行GUS活性染色。结果显示,CsTBL1启动子在1～3 d龄幼苗所有组织中的活性都非常强,在7～20 d龄幼苗的子叶和根中的活性仍然较强,但在下胚轴中基本检测不到活性。在50 d龄幼苗中,只在叶、茎的毛状体以及还在生长的根中检测到GUS活性。转基因植株的GUS表达受到1–氨基环丙烷–1–羧酸(乙烯合成前体,ACC)、脱落酸(ABA)、甲基茉莉酸(MeJA)和水杨酸(SA)诱导。上述结果表明CsTBL1可能在植物发育和抗外界逆境胁迫中起到非常重要的作用。