腐霉菌侵染条件下大豆下胚轴中PAL和POD活性的变化

以对腐霉菌抗性不同的6个大豆品种为材料,测定接种腐霉菌(Pythium aphanidematum)后下胚轴的中的PAL和POD活性,分析大豆与腐霉菌互作过程中,不同抗性品种下胚轴中PAL和POD的活性变化规律。结果表明:接种腐霉菌后,抗病品种下胚轴的PAL活性呈先升高后降低,再次升高后降低的变化趋势;感病品种的PAL活性呈先升高后降低的趋势;不同抗感性品种接种腐霉菌后下胚轴的POD活性均不断升高;抗病品种POD活性增加速度、PAL和POD活性峰值均高于感病品种。     

苎麻木质素形成的相关酶类研究

本研究以6份苎麻品种为材料,通过测定叶中PAL、CAD、POD活性和纤维中木质素的含量,研究木质素形成和相关酶类的动态变化.苎麻不同品种木质素含量差异显著,同一品种的三季麻木质素含量无显著差异.在木质素形成过程中,PAL、CAD、POD活性均呈现先升后降的趋势,在纤维成熟期,PAL、CAD、POD活性与木质素含量增长相对应,但POD活性落后于PAL和CAD活性.     

大豆疫霉菌侵染对大豆木质素含量及合成关键基因表达的影响

为探究大豆木质素含量及合成关键基因在与大豆疫霉菌互作过程中的变化趋势及相关性,利用大豆疫霉菌株P6497接种大豆品种Williams,分别于6,8,10和15 d分析了根部组织木质素含量及合成相关基因的表达。结果表明:根组织中木质素含量在疫霉菌侵染过程中积累速度显著增加;对木质素合成过程中9个合成关键基因表达模式分析表明,PAL、C4H和F5H表达水平在所选4个时间点均显著高于未接种对照;CCo AOMT在接种后第8,10和15天3个时间点的表达水平显著高于对照;4CL的表达在接种后第10和15天时比对照上调超过100倍;CAD和CCR表达水平分别在接种后8和10 d与对照存在显著差异;C3H和COMT的表达量在处理组和对照组中差异不显著。在接种样品中,C4H、4CL和CCR基因表达与木质素含量变化模式呈显著正相关。以上结果表明:大豆根部木质素积累受疫霉侵染诱导,暗示木质素参与大豆与疫霉互作过程,同时根据试验结果推测C4H、4CL和CCR是诱导木质素含量提高的关键基因。     

花生种子受黄曲霉菌侵染后若干生化成份的变化及其与抗性的关系

花生种子人工接种黄曲霉菌（Aspergillus flavus Link)侵染的生化测试结果表明，接种前后花生种子的过氧化物酶（POX），多酚氧化酶（PPO）和苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性以及木质素含量等均发生显著变化。接种前POX活性与侵染率呈极显著负相关，接种后POX活性随感染天数增加而增加，感病品种比抗病品种POX活性增幅大。接种后1－3d抗病品种PPO和PAL活性达峰值，而感病品种3－6d达峰值，接种后第7d木质素含量与感染率呈显著负相关（r=-0.7406），木质素含量的变化与POX活性变化呈显著正相关。     

烟草疫霉侵染后剑麻H.11648叶片细胞超微结构和防御酶活性研究

斑马纹病是剑麻的主要病害之一，本研究以剑麻斑马纹病高感品种H.11648为材料，分别在接种烟草疫霉0、24、36、48、72 h取样，用电镜观察H.11648叶片细胞超微结构变化，同时分析过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和超氧化物歧化酶(SOD)等防御酶活性变化情况。结果表明：H.11648在接种24 h，可见大量休止孢，叶绿体结构被破坏，植物组织开始降解，随着时间延长，附着孢出现，吸器形成，植物组织解体更严重，接种72 h，可见大量菌丝。在整个接种过程中，CAT、PAL和PPO活性显著增强，72 h达到最高，分别为501.44、25.73、1 742.67 U/(g.min)。SOD和APX活性显著下降，72 h达到最低，分别为2 888.62 U/g和841.96 μmol/(g.min)。POD活性先下降72 h又上升，但均显著低于接种前POD活性。本研究从细胞学和生理水平为探讨剑麻与烟草疫霉互作关系提供了理论基础。     

大豆与灰斑病菌互作早期防卫酶及可溶性蛋白的表达特征

用大豆同一品种与不同灰斑病菌生理小种和不同品种与同一生理小种互作，测定了大豆叶片防卫酶及可溶性蛋白的表达特征。结果表明，大豆品种与不同亲和性的小种互作后POD和SOD活性都有增强，但非亲和互作中防卫酶活性增加的速度和强度显著高于亲和互作。POD和SOD同工酶谱带仅发生强弱变化，未见有数量改变，说明POD和SOD活性的增加与同工酶活生的增强有关。可溶性蛋白电泳图谱显示，在非亲和或亲和互作中大豆某些可溶性蛋白谱带有所增强，是一些病程相关蛋白。而大豆不同品种与灰斑病菌同一生理小种互作后POD快速而显著表达也与大豆和灰斑病菌的非亲和性相关。上述结果表明防卫酶POD和SOD活性的快速而显著增高是大豆与灰斑病菌非亲和互作的特征。     

大豆蚜胁迫对不同抗蚜性大豆材料生理指标的影响

为探究不同大豆材料的抗蚜机理,初步研究了蚜虫胁迫后不同抗蚜性大豆材料叶片内MDA含量及各种保护酶活性的变化.结果表明:在接种大豆蚜24 h后,不同抗蚜性大豆材料MDA含量及SOD、POD、PPO和PAL活性均呈现上升的趋势,表现为抗蚜性越强,MDA含量变化越小,SOD、POD、PPO和PAL活性提高越明显.由此可见,在蚜虫危害胁迫下,感抗品种间SOD、POD、PAL和PPO活性的变化程度与大豆的抗蚜性机理密切相关.     

玉米弯孢叶斑病菌PG基因家族鉴定与表达分析

采用生物信息学鉴定Clpg基因家族成员,利用实时荧光定量PCR技术分析玉米弯孢叶斑病菌多聚半乳糖醛酸酶基因(Clpg)在病原菌-寄主植物互作时期的表达情况,鉴定Clpg基因的家族成员,研究每个成员在侵染过程的表达水平,明确Clpg基因在玉米弯孢叶斑病菌致病性中的作用。结果表明,玉米弯孢叶斑病菌Clpg基因家族有4个成员,分别命名为Clpg1、Clpg2、Clpg3和Clpg4,均含有3个内含子和2个外显子,与其他真菌PG基因具有相同的NTD、DD、GHG、RIK保守结构域。Clpg1基因的表达趋势为先升高后下降,在3 h达最高值;Clpg2、Clpg3和Clpg4基因的表达趋势为逐渐上升,结果暗示Clpg基因可能参与病原菌与寄主植物的互作过程。     

内生解淀粉芽孢杆菌TB2菌株活性物质诱导辣椒果抗疫病的生化机理

利用内生解淀粉芽孢杆菌TB2菌株的活性物质喷施辣椒果后0、24、48、72 h接种辣椒疫霉病菌进行防治辣椒疫病试验,结果表明,TB2菌株的活性物质对辣椒果疫病的发生有一定控制作用,活性物质处理间隔24 h后再接种病菌,其防病效果得到显著提高。生化机制研究表明,TB2的活性物质处理可使辣椒果的可溶性蛋白含量、丙二(MDA)含量、超氧阴离子自由基(O.-2)产生速率及过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性发生显著变化。病菌处理的辣椒果,可溶性蛋白含量、MDA含量和O.-2产生速率及POD、SOD、过氧化氢酶(CAT)、苯丙氨酸氨解酶(PAL)活性均会显著升高,且其最大值高于活性物质处理果的相应最大值。活性物质和病菌共同处理的辣椒果,POD和PAL的活性可上升到高于病菌单独处理的峰值,但MDA含量和O.-2产生速率及SOD和CAT活性均较低,与对照的接近,表现出相对稳定状态。由此推断,TB2的活性物质诱导辣椒果抗疫病与POD、PAL等酶的活性相关。     

乙烯利对玉米茎秆抗倒伏性的调控效应

以郑单958和先玉335为试验材料,设置3个不同浓度乙烯利处理,研究乙烯利对玉米茎秆形态、穿刺强度、木质素含量及相关合成酶活性的影响以及与抗倒伏能力的关系。结果表明,乙烯利处理抑制了玉米株高、穗位高、节间长和产量,提高了茎秆抗折力、穿刺强度、木质素含量及PAL、CAD、4CL活性和抗倒伏指数。玉米茎秆木质素含量与抗折力呈极显著正相关(r=0.930,P0.01),在200 mg/L乙烯利处理下,PAL、CAD、4CL活性与抗倒伏指数呈极显著正相关。PAL、CAD、4CL活性是提高玉米抗倒伏能力的酶学基础,有利于提高茎秆强度,进而增强其抗倒伏能力。     

玉米抗瘤黑粉病生理生化特性及基因表达分析

采用盆栽试验，以玉米高抗瘤黑粉病自交系齐319和高感自交系掖478为材料，采用注射法接种瘤黑粉菌，从生理生化及防御酶和相关抗病基因转录表达等方面，分析不同抗性玉米种质对瘤黑粉病的抗病特征。结果表明，接种后，2个自交系的苯丙氨酸解氨酶(PAL)、超氧化物歧化酶(SOD)和多酚氧化酶(PPO)活性增强，可溶性糖和脯氨酸(Pro)含量增加，而可溶性糖(SS)含量降低。利用RT-PCR对SOD、PAL、PR-l、PR-2a、COI1和LOX基因的相对表达量分析表明，接种瘤黑粉病菌后，不同抗性材料中抗病相关基因的转录水平均显著提高，抗病材料中的表达时间基本均早于感病材料，基因的转录水平均随着接种时间的增加而上升。在接菌后期，感病材料中防御酶基因和抗病相关基因的表达量大于抗病材料。     

不同毒性玉米大斑病菌侵染对感病玉米叶片PAL活性的影响

利用从自然界中分离纯化的156株玉米大斑病菌菌株中筛选得到的强毒菌株YC和弱毒菌株01-23T分别接种感病玉米叶片,测定玉米叶片苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性的动态变化。结果表明,与不接种对照相比,接种强毒菌株YC 1~2 d时,玉米叶片PAL活性显著降低;接种3~4 d时,PAL活性略有上升但差异不显著;接种5 d时,PAL活性又显著降低。接种弱毒菌株01-23T 1~2 d时,玉米叶片PAL活性略有降低但差异不显著,接种3~5 d时,PAL活性上升但差异仍不显著。PAL是玉米抵抗玉米大斑病的一种重要防御酶,在侵染初期,只有降低玉米叶片的PAL活性玉米大斑病菌才能达到成功定殖的目的,可为明确玉米大斑病菌致病性的生化机制提供一定理论依据。     

Antifungal activity of Vitex agnus-castus extract against Pythium ultimum in tomato

Vitex agnus-castus methanolic extract showed strong antifungal activity against Pythium ultimum in tomato under both in vitro and in vivo conditions. The 0.2% extract delayed the mycelial growth of the fungus and showed significant antifungal activity against P. ultimum on tomato seedlings with an efficacy comparable to that of the synthetic fungicide. To determine the involvement both of plant extract and pathogenic fungus in PR gene induction, tomato plants were treated with V. agnus-castus extract and/or inoculated with P. ultimum. The expression of four PR genes (PR-1, PR-2, PR-5, PR-6) was monitored at five time points within 48 h of the extract treatment and fungal inoculation. The PR-1 and PR-4 genes were activated directly by V. agnus-castus extract up to 12 h after treatments; at 24 h, the direct activation by plant extract disappeared and a synergistic inducing effect of extract and pathogen applied simultaneously on the plant was observed. The PR-6 gene was not activated directly by the V. agnus-castus extract but only when applied together with the pathogen; activation of the PR-6 gene occurred 24 h after treatments and the gene expression increased at 48 h. There was no activation of PR-5 gene by the plant extract. The ability of V. agnus-castus extract to enhance plant defence responses upon pathogen inoculation might be further investigated. The activation of various PR genes suggests that induction of defence responses by V. agnus-castus extract in tomato may be regulated by more than one signalling pathway.     

大豆异黄酮合成关键酶基因对蚜虫取食的防御响应分析

以蚜虫差异抗性的大豆品种PI567598B(高抗)、绥农30(抗)、东农51(中抗)和Williams 82(感)为试验材料,分别于接种大豆蚜虫0,7,14和21 d时采集大豆叶片,利用q PCR对异黄酮合成关键酶基因苯丙氨酸解氨酶(PAL)、黄烷酮-3-3羟化酶(F3H)、大豆异黄酮合成基因1(ISF1)和大豆异黄酮合成基因2(ISF2)的表达量进行分析。结果表明:蚜虫取食前高抗品种PI567598B中PAL、F3H、ISF1和ISF2基因的相对表达量均高于感虫品种Williams 82;蚜虫取食后,抗蚜品种PI567598B和绥农30中PAL基因在蚜虫取食14 d时显著上调,在21 d时达到最大,F3H基因7 d时表达量最高,然后降低;IFS2表达量于蚜虫取食7 d后显著上调,在21 d时达到最大;中抗品种东农51中PAL、IFS2和F3H基因表达量在7 d时增加,但不显著;而感蚜品种Williams 82蚜虫取食后PAL和IFS2表达量增加但不显著,且相对表达量显著低于抗蚜品种,F3H基因表达量不增反降;抗感大豆品种蚜虫取食后IFS1基因表达均诱导不显著。研究表明,感蚜大豆品种蚜虫取食前后异黄酮合成关键酶基因表达量都比较低,而抗虫品种异黄酮合成关键酶基因表达量高,且防御响应持续时间长,符合其抗性差异。     

小麦L699叶片受白粉菌胁迫后蛋白质的差异表达

为从蛋白组学角度认识小麦抗白粉病机制,以含有抗白粉病新基因Pm40的小麦品系L699为材料,采用蛋白质双向电泳和质谱技术(MALDI-TOF-MS)检测小麦叶片接种白粉菌24h后的差异蛋白。结果表明,经PDQuest软件分析,接种白粉菌后小麦叶片中有18个蛋白质斑点表达量上调,38个蛋白质斑点表达量下调。对表达量上调的蛋白质斑点进行质谱分析和数据库检索,共鉴定出15种蛋白质,其中13种参与防御反应、碳水化合物代谢和蛋白质周转。这些差异蛋白与抗病途径、植株生理过程密切相关,在小麦抗白粉病过程中起很重要的作用。     

玉米LIM结构域蛋白基因家族分析

采用生物信息学的方法,在玉米全基因组水平鉴定并分析玉米LIM蛋白基因,鉴定出11个ZmLIM基因,分别分布于玉米的8条染色体上。结构域分析表明,多数LIM蛋白包括2个典型的LIM结构域。系统发育分析表明,LIM家族可以分为3个亚家族。假定调控元件分析发现,所有LIM基因启动子都具有大量花粉特异表达元件,相对来说其他组织器官特异表达,激素和逆境调控元件数量很少。EST基因表达数据分析表明,该家族成员具有明显的时空表达特性。     

一种高通量玉米粗缩病人工接种鉴定方法的建立及应用

以独创的水稻黑条矮缩病毒室内活体保存技术为基础,研究玉米接种苗龄、接种时间、接种强度对人工接种鉴定效果的影响。结果表明,在接种苗龄芽鞘期,以0.1~0.9头/株接种强度、接种49~72 h的鉴定效果最佳,此条件下,感病品种苏951的病情指数为83.33~95.83,与田间鉴定效果无显著差异,表明鉴定结果可靠,以此建立一种高通量玉米粗缩病人工接种鉴定方法。应用该方法鉴定种衣剂对玉米粗缩病的防效、评价新育品种对玉米粗缩病的抗性,均得到较为准确结果。该方法克服了自然接种的不稳定性,在接种规模上实现突破,大大节约试验成本。