小麦抗白粉病基因Pm21抗病差异的蛋白质组学研究

 【目的】对小麦白粉菌侵染后的叶片进行差异蛋白质组学研究,以期发现抗白粉病基因Pm21转入后,对抗病机制起重要作用的蛋白。【方法】以对小麦白粉病敏感（百农3217）和对小麦白粉病免疫（W2132-6,携带抗病基因Pm21）的2个小麦近等基因系为材料,分别提取2个材料拔节期接种48 h后的叶片蛋白,应用双向电泳联合质谱(MALDI-TOF-MS)技术分析Pm21基因转入后差异蛋白表达。【结果】双向电泳后,CBB染色,用ImageMasterTM 2D Platinum软件分析检测出12个差异蛋白点,经过质谱（MALDI-TOF-MS）分析和数据库检索,鉴定出9个蛋白质,其中7个分别与能量代谢、基因调控、防卫和稳定蛋白质相关,参与了增强能量代谢、基因调控、抗氧化、细胞壁加厚和木质化等抗病生理反应。【结论】抗白粉病基因Pm21转入后,材料对白粉菌侵染响应发生变化,脯氨酸富集蛋白等胁迫反应蛋白得到增量表达,这些蛋白可能与小麦抗白粉病有一定相关性。     

硫化氢对水稻幼苗叶片中蛋白质表达谱的影响

硫化氢(H_2S)作为重要的信号分子,调控着植物的生长发育。应用双向电泳技术(2-DE)分析了水稻幼苗叶片经不同浓度的H_2S处理后蛋白质表达谱的变化,并获得29个表达丰度差异2倍以上的蛋白质。鉴定的差异蛋白质主要涉及到光合作用(43%),能量代谢(9%),氧化还原平衡(13%),蛋白质合成、折叠、加工与降解(19%),信号转导(3%)等。gene ontology(GO)分析发现,受硫化氢调控的差异,蛋白主要参与光合作用、防御和非生物胁迫应答等过程。表明不同浓度的硫化氢在调控水稻幼苗的形态变化方面主要涉及到光合过程和胁迫应答。     

黄瓜根系蛋白质组分析的双向电泳技术条件优化

双向电泳(2-DE)是蛋白质组学研究的重要支撑技术之一。为建立适于黄瓜根系蛋白质组分析的双向电泳技术,对黄瓜根系蛋白质样品提取方法、裂解缓冲液配方及SDS-PAGE分离胶浓度等参数进行研究。结果表明:采用TCA/丙酮法提取黄瓜根系中的蛋白质,裂解缓冲液为8mol·L-1尿素、2mol·L-1硫脲、2%IPG Buffer、4%CHAPS、1%TBP、65mmol·L-1DTT、2mmol·L-1EDTA、0.001%溴酚蓝和1%鸡尾酒,SDS-PAGE分离胶浓度为11%时,可获得分离效果较好的双向电泳图谱。该技术条件为适合黄瓜根系蛋白分离的较优双向电泳体系。     

黄瓜叶片细胞壁蛋白双向电泳体系的建立

【目的】建立一套适合黄瓜叶片细胞壁蛋白质组学研究的双向电泳体系,为黄瓜细胞壁蛋白质组学的后续研究奠定基础。【方法】以黄瓜品种"长春密刺"幼苗叶片为材料,比较2种不同提取介质(CaCl2和LiCl溶液)对细胞壁蛋白的提取效果,对比IPG胶条梯度、裂解液、上样量及等电聚焦程序对黄瓜叶片细胞壁蛋白双向电泳结果的影响。【结果】以0.2mol/L CaCl2和3mol/L LiCl溶液依次提取黄瓜叶片细胞壁蛋白,选用17cm pH 3~10NL IPG胶条和裂解液Ⅱ(7mol/L尿素、2mol/L硫脲、40g/L CHAPS、10g/L DTT和1mmol/L PMSF),上样量800μg,按聚焦程序Ⅰ(20℃水化14h,100V30min,250V30min,500V30min,1 000V1h,线性升压5h至10 000V,10 000V聚焦6.5h)聚焦后进行双向电泳分离和考马斯亮蓝G-250染色,可获得重复性好、分辨率高的双向电泳图谱。【结论】建立并优化了适合于黄瓜叶片细胞壁蛋白质组学分析的双向电泳体系。     

低温对不同基因型黄瓜叶片蛋白质组的影响

 【目的】分离不同基因型黄瓜叶片的低温诱导蛋白,为从蛋白质组角度揭示黄瓜应答低温逆境的调控机制打下基础。【方法】以黄瓜（Cucumis sativus L.）的日光温室品种‘新泰密刺’和露地栽培品种‘津研4号’为试材,采用分步提取法溶解叶片总蛋白质,运用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳、双向电泳、质谱分析与检索技术,在100 μmol?m-2?s-1的光照条件下,比较研究低温（15/15℃）和常温（25/18℃）下叶片蛋白质组的差异。【结果】利用提取液Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ分步提取叶片总蛋白质后,提取液Ⅰ溶解的黄瓜蛋白质较少。对提取液Ⅱ和Ⅲ溶解的叶片蛋白质进行双向电泳后发现,相对于常温处理,低温使‘新泰密刺’的7个蛋白质点特异表达、2个蛋白质点上调表达、2个蛋白质点下调表达、5个蛋白质点未表达;使‘津研4号’的7个蛋白质点特异表达、1个蛋白质点上调表达、4个蛋白质点下调表达、9个蛋白质点未表达。低温下,‘新泰密刺’的蛋白质点3和4 以及‘津研4号’中蛋白质点2的表达量显著高于常温处理,通过MALDI-TOF质谱分析,这3个蛋白质点被鉴定为1,5-二磷酸核酮糖羧化酶的大亚基。【结论】黄瓜叶片的高亲水性蛋白质含量低;在相同的光照（100 μmol?m-2?s-1）条件下低温对不同基因型黄瓜叶片的蛋白质组均有影响;1,5-二磷酸核酮糖羧化酶可能与黄瓜叶片耐低温有关。     

SDS-聚丙烯酰胺凝胶pH对黄瓜蛋白质双向电泳图谱的影响

以黄瓜品种‘津春2号'为试材,利用双向电泳技术研究了聚丙烯酰胺凝胶pH对黄瓜根系和叶片蛋白质双向电泳图谱的影响。结果表明:pH为8.8时,蛋白点大多集中于胶面的中部;pH为8.2的凝胶使小分子蛋白点过于接近溴酚蓝指示线,可能导致某些小分子蛋白丢失;pH为8.5的凝胶能够得到较多和分离较好的蛋白点,适用于黄瓜植株蛋白质组学的研究。     

钙对低氧胁迫下黄瓜幼苗生长和可溶性蛋白表达的影响

采用营养液水培,研究了根际低氧胁迫下Ca2+对黄瓜幼苗生长、叶片和根系中可溶性蛋白含量的影响.结果表明,与对照相比,低氧条件下植株生长和可溶性蛋白表达显著受到抑制,低氧缺钙处理植株受抑制程度大于低氧常钙处理,营养液加钙缓解了低氧胁迫对黄瓜幼苗生长的伤害,提高了黄瓜幼苗根系和叶片中可溶性蛋白的含量;SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)对黄瓜幼苗体内可溶性蛋白分析表明,低氧胁迫下,叶片中至少有2种分子量分别约为132.0、16.8 kDa的蛋白以及根系中1种分子量约为58.0 kDa的蛋白表达量增强,但是营养液加钙处理减弱了这些蛋白的表达.     

不同生境及木麻黄浸提液影响下的青皮幼苗叶片差异蛋白质组分析

采用蛋白质的双向电泳和质谱技术分析了不同生境及木麻黄浸提液处理下的青皮幼苗叶片差异蛋白质组,鉴定出差异蛋白47个,特异蛋白11个,差异蛋白多与光合作用相关、与物质代谢相关; 特异蛋白多与抗逆及次生代谢物合成相关。与原生地比较,迁入地幼苗叶片未出现特异蛋白。为在分子水平上探讨化感物质的作用机制提供了基础。     

枯萎病菌胁迫下黄瓜叶片蛋白质组分析

以黄瓜感枯萎病品系1900和抗枯萎病转基因品系1905为试材,采用灌根法接种枯萎病菌分生孢子悬浮液,48h后提取叶片蛋白质,采用差异蛋白质双向电泳技术研究枯萎病胁迫下黄瓜叶片蛋白质组的变化.结果表明:黄瓜幼苗在枯萎病菌胁迫下,感病和抗病品系的双向电泳图谱存在一定差异.通过质谱分析,共鉴定出3-磷酸甘油醛脱氢酶、景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶、木葡聚糖内转糖苷酶、聚光复合体叶绿素a/b结合蛋白、假拟蛋白和5类表达差异的蛋白点.这些植物代谢中产生的能量和一些小分子可能激发了黄瓜抗枯萎病基因的表达.     

分蘖洋葱叶片总蛋白提取与双向电泳条件优化

以分蘖洋葱叶片为试验材料,比较3种不同蛋白质提取方法对2-DE蛋白质双向电泳结果的影响,并对其中的蛋白上样量、SDS-PAGE凝胶浓度及双向电泳重复性进行筛选与优化。结果表明,与酚提取法和改良的酚提取法相比,TCA-丙酮提取法提取分蘖洋葱叶片总蛋白的操作简便,所得双向电泳图谱背景清晰,蛋白质点圆滑,数量及质量均较好,是一种切实可行的提取分蘖洋葱叶片总蛋白方法。应用Image Master 2D Platinum 7.0软件对图谱进行分析,凝胶上检测到超过650多个蛋白质点,不同凝胶之间蛋白质的匹配率达92.5%,具有较高的分辨率和重复性,建立一套适用于分蘖洋葱叶片总蛋白质组分析的双向电泳(2-DE)方法。     

硅和接种黄瓜炭疽菌对黄瓜过氧化物酶活性的影响及其与抗病性的关系

 以抗、感炭疽病的 2个黄瓜品种为材料 ,研究了硅酸盐和黄瓜炭疽菌诱导接种对过氧化物酶 (POD)活性的影响及其与抗病性的关系。结果表明 ,诱导接种能使处理叶 (第 3叶 )和非处理叶 (第 4、第 6叶 )的POD活性显著增强 ,能诱导植株产生系统抗病性 ;而加硅与不加硅处理之间的POD活性差异不显著 ,加硅不接种处理 (Si+C- )与CK的POD活性的差异也不显著 ,硅酸盐本身不是一种诱导剂 ,对POD活性无影响 ;叶位越高 ,接种与不接种处理的POD活性差异越小 ,甚至在第 6叶各处理间的差异均不显著 ,由下向上 ,所获得的系统抗病性逐渐减弱 ;在接种后的第 4天接种与不接种处理差异较小 ,第 8天时差异显著增大 ,但在第 12天时 ,第 4和第 6叶片POD活性在接种与不接种处理之间的差异变得不显著 ,有逐渐扩大又缩小的过程 ,所产生的系统抗病性大约维持 2周左右。经诱导接种处理的病情指数显著低于对照 ,相对免疫效果达 33.2 % ,而Si -C +处理与接种加硅 (2 0mmol·L-1)处理之间的植株病情指数无显著差异。     

氟唑活化酯对黄瓜抗枯萎病的诱导作用

【目的】诱导抗病剂可以诱导寄主植物的系统抗病性作用,具有持效性和广谱性的特点,研究旨在明确新型诱导抗病剂氟唑活化酯（fluoro-substituted benzothiadiazole derivatives,FBT）对黄瓜抗枯萎病的诱导作用,为该化合物的诱导抗病性机理的深入研究提供参考。【方法】利用50 mg·L^-1 FBT在黄瓜苗期移栽前3-4片真叶时喷雾诱导1次,3 d后移栽定植于含有黄瓜枯萎病菌（Fusarium oxysporum f. sp. cucumerinum Owen）的土壤中,缓苗后以叶面喷雾的方式进行第2次诱导,之后每隔7 d喷雾诱导1次,共诱导3次,对照诱导抗病剂苯并噻二唑（BTH）也采用同样的诱导方法,对照杀菌剂70%甲基硫菌灵可湿性粉剂1 500倍液则采用灌根施药,通过调查病情指数以评价其对枯萎病的抗病作用;研究FBT对枯萎病菌侵染黄瓜的影响,将供试黄瓜催芽至0.5 cm胚根后,浸泡于50 mg·L^-1 FBT中胚根诱导1次,待播种后黄瓜生长至2片子叶期开始第2次诱导,以后每隔7 d诱导1次,共诱导3次,第3次诱导后24 h灌根接种黄瓜枯萎病菌,并于接种后1、3、5、7、9、11、14、16、20、24、29 d分别取黄瓜根组织,于冰水中清洗,利用酸性品红染色技术评价FBT诱导黄瓜后对枯萎病菌侵染的影响,利用Maule反应和甲苯胺蓝染色技术评价FBT对黄瓜根组织中木质素和酚类物质的沉积情况的影响,利用分光光度-比色法测定FBT诱导黄瓜后根组织中富含羟脯氨酸糖蛋白（HRGP）及β-1,3-葡聚糖酶活性,以分析FBT诱导黄瓜后根组织抗病性变化情况。【结果】诱导抗病性表达发现,50 mg·L^-1的FBT对黄瓜抗枯萎病的诱导效果可达62.01%,高于对照诱导抗病剂BTH和杀菌剂70%甲基硫菌灵可湿性粉剂的防治效果。FBT诱导后的黄瓜在接种后7 d开始有枯萎病菌的侵染,此时未诱导只接种的黄瓜根组织因受枯萎病菌侵染,已经出现大量菌丝及孢子,FBT的诱导增强了寄主的抗病性反应,从而抑制了病原菌的侵染。同时经FBT诱导后4 d未接种及诱导后接种两个处理的根组织中具有大量褐色木质素沉积,尤其是根表皮细胞壁及韧皮部木质素沉降量明显,表现深褐色。对酚类物质的观察发现,在FBT诱导后2 d开始出现酚类物质沉积,诱导后4和6 d时,根组织中荧光信号较强,酚类物质沉积量较大,诱导后8 d时,根组织中荧光信号消失,酚类无明显沉积,木质素和酚类物质积累量的增加,以达到增强细胞壁的抗性,抵御病原菌的侵染的作用。在FBT诱导后1 d抗病相关蛋白HRGP和β-1,3-葡聚糖酶活性也明显增强,并一直保持在较高水平,为抵御病原菌侵染做准备。【结论】FBT诱导黄瓜产生了对枯萎病的抗病作用,同时黄瓜根组织通过次生代谢物质沉积量的增加及抗病相关蛋白活性增强,达到增强寄主根组织细胞壁的抗性,从而抵御病原菌的侵染,是具有发展前途的新型诱导抗病剂。     

硅和诱导接种对黄瓜炭疽病的抗性研究

 以抗 /感炭疽病的津研 4号和新泰密刺两个黄瓜品种为材料 ,研究了硅酸盐和诱导接种炭疽菌对多酚氧化酶 (PPO)、苯丙氨酸解氨酶 (PAL)活性和木质素含量的影响及其与抗病性的关系。结果表明 :诱导接种能使处理叶 (第3叶 )和非处理叶 (第 4、6叶 )的PPO活性显著增强 ,能诱导植株产生系统抗病性 ,而加硅与不加硅处理之间的PPO活性差异不显著 ;随着叶位升高 ,诱导接种与不诱导接种处理之间的PPO活性差异越小 ,甚至在第 6叶各处理间的差异均不显著 ,由下向上 ,所获得的系统抗病性逐渐减弱。同样 ,诱导接种能增强植株PAL活性和提高植株木质素含量 ;但加硅处理均不能提高植株PPO、PAL活性和木质素含量 ,甚至使PAL活性还略有降低。经诱导接种处理的病情指数显著低于对照 ,相对免疫效果达 33.2 % ,而不施硅接种处理与施硅接种处理之间的植株病情指数无显著差异     

弱光胁迫下黄瓜幼苗叶片解剖结构及光合特性研究

对弱光胁迫下6份弱光耐性不同的黄瓜幼苗的叶片形态结构和光合特性进行研究,弱光光强为100 μmol(m~2·s)处理10 d,自然光强为300 μmol/(m~2·s).结果表明,不同的材料之间形态结构存在差异,耐弱光性材料组织结构紧密度大,组织结构疏松度小.海绵组织厚度与弱光性呈极显著负相关;组织结构紧密度与耐弱光呈显著正相关;组织结构疏松度与耐弱光性呈显著负相关.即栅栏组织在叶肉中所占比例越大,海绵组织在叶肉中所占比例越小,植物耐弱光性越强,反之,越不耐弱光.黄瓜幼茁叶片的光合特性与耐弱光性(耐弱光指数)有密切的关系,其中光补偿点、CO_2饱和点、CO_2补偿点与耐弱光指数呈极显著负相关性,相关系数分别为-0.91、-0.95、-0.97;光饱和点与耐弱光指数也呈负相关,但未达到显著性.     

寡聚糖诱抗剂诱导黄瓜抗白粉病的研究

以寡聚糖为诱抗剂,研究了其对黄瓜抗白粉病抗病性的诱导作用。结果显示,用寡聚糖诱抗剂在接种前处理黄瓜叶片,可以减轻黄瓜白粉病的发生,表现为菌落稀疏、变小,产孢期延迟、以及潜育期延长。寡聚糖诱抗剂最佳处理时间为接种前5~7d,持效期在10d以上。诱抗剂处理第一片真叶后可减轻上部叶片发病,上部叶片呈现较明显的抗病性反应特征。表明寡聚糖可诱导黄瓜幼苗产生对白粉病的系统获得抗病性。     

Biological Mode of Action of Dimethomorph onPseudoperonospora cubensis and Its Systemic Activity in Cucumber

Dimethomorph is a fungicide with high activity against Peronosporomycetes plant pathogens. The present study showed that dimethomorph is effective on controlling the oomycete fungal pathogen Pseudoperonospora cubensis causing downy mildew on cucumber. The fungicide did not affect zoospores discharge from sporangia of P. cubensis, but it strongly inhibited mycelial growth and sporangial production in vitro and increased lysis of zoospores. Dose of 2 mg L^-1 of dimethomorph was sufficient to inhibit mycelial growth and sporangial production of P. cubensis on leaf disks, 5 mg L^-1 was enough to lyse zoospores of P. cubensis, and 25 mg L^-1 was required to inhibit sporangial production on detached leaves. In whole plant tests, dimethomorph exhibited strong protective and curative activity. Dimethomorph when applied at a dose of 300 mg L^-1 for 1, 3, 5, 7 days before inoculation exhibited 100% efficacy on disease control. On the other hand, efficacies of 67.1 and 31.5% were obtained when the same dose of dimethomorph was applied for 1 and 3 days after inoculation, respectively. So dimethomorph had persistence effect on leaves for 7 days at least and exhibited strong protective and curative activity. Bioassay analyses showed that dimethomorph could be translocated in the xylem system, redistributed in the leaf, and penetrated from the upper surface to the lower surface of the leaf but could not be translocated in phloem system or transferred from the roots to leaves of cucumber plants in sufficient amounts for disease control. The biocharacteristics of dimethomorph make it well suitable for integration of a control programme against downy mildew disease on cucumber and as a component to delay other peronosporomycetes fungicide-resistance development.     

钙对盐胁迫下黄瓜幼苗生长及可溶性蛋白质表达的影响

以盐敏感型黄瓜品种津春2号为试验材料,在营养液栽培条件下,研究了叶面喷施Ca2+对盐胁迫下黄瓜幼苗生长和可溶性蛋白质表达的影响。结果表明:75 mmol/L NaCl胁迫下植株生物量显著下降(P<0.05),叶面喷施4 mmol/L CaCl2可显著提高盐胁迫下黄瓜幼苗的生物量(P<0.05)。在盐胁迫处理下,黄瓜幼苗叶片可溶性蛋白质含量显著下降(P<0.05),喷施Ca2+第3 d时黄瓜幼苗叶片中可溶性蛋白质含量降低(P<0.05),而第6 d和9 d时升高(P<0.05),黄瓜幼苗根系可溶性蛋白质含量先升高后降低(P<0.05),喷施Ca2+后黄瓜幼苗根系可溶性蛋白质含量先降低后升高(P<0.05)。SDS-PAGE的分析结果表明,盐胁迫下黄瓜幼苗叶片中至少有12种蛋白质表达量发生明显变化,其相对分子量分别为:8.75×104、7.79×104、7.57×104、7.41×104、6.51×104、5.43×104、5.05×104、4.47×104、4.07×104、3.14×104、2.60×104和2.15×104;根系中至少有7种蛋白质表达量发生变化,其相对分子量分别为:8.11×104、7.66×104、4.69×104、4.52×104、3.95×104、2.38×104和1.68×104。     

黄瓜基因组中抗霜霉病候选基因的生物信息学及其表达特异性

【目的】寻找黄瓜抗霜霉病基因,研究黄瓜抗霜霉病机制。【方法】利用拟南芥和甜瓜抗霜霉病蛋白质序列,搜索黄瓜基因组数据库;通过生物信息学分析候选基因特征,以黄瓜抗霜霉病自交系M801-3-1为试材,分析候选基因在叶片组织中的表达状态。【结果】共获得187个黄瓜抗霜霉病候选基因;确定了候选基因染色体位置和排列特点、序列相似性特征以及系统进化关系;大部分黄瓜R基因在未接种霜霉病菌的抗病自交系和感病叶片组织中都有一定的表达量,在接种霜霉病菌后在抗病自交系M801-3-1中Csa001907和Csa002921表达量下调,感病自交系M302-3 中Csa001907和Csa002921变化不明显。【结论】在黄瓜基因组中存在185个与拟南芥抗霜霉病基因同源的R基因,2个与甜瓜的抗霜霉病基因At1和At2同源的eR基因,通过聚类分析这些基因可以分为6类,初步认定Csa001907和Csa002921为黄瓜抗霜霉病的R基因,这2个基因在叶片组织中有一定表达量,其表达量减少可诱发抗病黄瓜品种的抗病反应。     

低温弱光胁迫对设施黄瓜叶片面积与干物质量的影响

为研究黄瓜不同叶龄叶片的叶面积、干物质量在低温弱光胁迫下的变化规律,以黄瓜品种碧玉3号为试材,在温室无土栽培管理模式下,分别设置4个低温弱光水平,采用正交试验设计进行实验,测定不同叶龄叶片的叶面积、植株干物质量变化.结果表明:低温胁迫对叶龄小于15 d的叶片形态发育影响较大,与对照相比,叶片面积下降幅度较大;对叶龄为1...     

一株黄瓜内生细菌的分离鉴定及其对灰霉病的防治效果

为了获得对黄瓜灰霉病有较好防治作用的内生细菌,从不同品种、健康的黄瓜组织中分离内生细菌。对峙培养法测定结果表明,从‘温室3号’黄瓜叶片分离到的1株内生细菌(WSL-8)对Botrytis cinerea有较强的拮抗作用;经生理生化和16SrDNA序列的进化树分析,确定该细菌为Paenibacillus polymyxa;通过抗生素标记法分析了该细菌在黄瓜植株体内的分布和数量,明确了随着培养时间的延长菌体数量逐步降低;利用该细菌菌液浸泡黄瓜片或浸泡黄瓜种子盆栽,接种病原菌后第3天对黄瓜灰霉病的防效分别为23.65%和56.83%。