植物抗病机制与信号传导研究进展

植物抗病分子机制与信号传导途径的研究一直是分子植物病理学关注的热点,近十年来,该领域的研究取得了显著进展。本文主要从植物抗病基因与病原菌无毒基因的分子克隆与结构分析、二者之间互作模型、SA信号传导途径与JA信号传导途径的研究等方面概述了植物抗病机制的研究进展。     

小麦抗病基因工程的研究进展

小麦是世界上重要的粮食作物,但是各种病害严重威胁着小麦的产量和品质.分子生物学和植物分子病理学的发展与应用推进了植物抗病基因工程的发展.抗病基因工程与传统育种方法有机结合,是培育小麦高产、稳产、优质新品种的有效途径.本文从植物抗病反应网络上不同基因的作用方式与利用情况等角度,如抗病基因、防卫基因、信号传导基因、病程相关蛋白基因和病毒依赖性修饰基因等方面,介绍了小麦抗病基因工程的研究进展,并指出存在的问题及可能的解决策略.     

小麦抗病基因工程的研究进展

小麦是世界上重要的粮食作物,但是各种病害严重威胁着小麦的产量和品质。分子生物学和植物分子病理学的发展与应用推进了植物抗病基因工程的发展。抗病基因工程与传统育种方法有机结合,是培育小麦高产、稳产、优质新品种的有效途径。本文从植物抗病反应网络上不同基因的作用方式与利用情况等角度,如抗病基因、防卫基因、信号传导基因、病程相关蛋白基因和病毒依赖性修饰基因等方面,介绍了小麦抗病基因工程的研究进展,并指出存在的问题及可能的解决策略。     

小麦与赤霉病菌互作的分子机理研究进展

为了让小麦科技工作者对小麦与赤霉病菌互作的分子机制有一个全面的了解,从小麦赤霉病抗性的遗传规律、抗性基因的分子定位、互作过程中寄主相关的防卫反应基因、赤霉病菌的致病机理及抗病转基因等方面进行了综述.小麦赤霉病抗性是由2～3个主效基因和几个微效基因决定的数量性状,在3BS、5A、6BS等染色体上均发现了与赤霉病抗性相关的QTLs.其中相关的分子标记可以直接用于小麦抗赤霉病的分子标记辅助选择.运用双向电泳、cDNA文库构建、抑制差减杂交文库构建等方法已经分离到很多受赤霉病菌诱导的抗病相关蛋白(或基因),如:β-1,3-葡聚糖酶、病程相关蛋白、细胞色素P450及几丁质酶基因等.通过小麦转基因,已经获得了小麦对赤霉病菌的初步抗性.但是这种抗性只是在一定程度上减轻或延迟赤霉病菌的侵染,而最直接的小麦抗赤霉病基因还有待于发掘和验证.     

大麦抗白粉病基因分子标记应用研究进展

培育抗病品种是防治大麦白粉病最经济、安全的有效措施,抗病基因的鉴定和利用是大麦抗病育种的先决条件。随着分子生物学技术的不断发展,分子标记已成为抗病基因鉴定、定位和克隆的必要手段,大麦抗白粉病"分子设计育种"将逐步成为现实。目前,12个专化性主效抗白粉病基因已经通过分子标记定位在1H、2H、4H、5H和7H染色体上。此外,还在所有的染色体上发现多个抗白粉病QTLs(Quantitative trait loci)位点。已克隆7个主效大麦抗白粉病基因,分别为mlo、Mla1、Mla6、Mla7、Mla10、Mla12和Mla13。     

小麦SGT1基因的克隆与表达特性分析

为了研究SGT1基因在不同小麦抗病反应中的表达特性,采用RT-PCR和RACE方法,从小麦cDNA中分离出包含SGT1基因全长cDNA序列.该基因编码具有377个氨基酸的蛋白,具有已知SGT1蛋白典型的5个功能域,即TPR区、VR1区、CS区、VR2区和SGS区.小麦SGT1蛋白与大麦SGT1蛋白的氨基酸序列具有97%的相似性.Southern杂交结果显示,SGT1基因在小麦基因组中有3个拷贝.分析结果表明,大麦黄矮病毒、白粉病菌、纹枯病菌和赤霉病菌侵染小麦均可诱导小麦SGT1基因转录水平上调,说明SGT1可能参与了小麦不同抗病反应.     

野生二粒小麦抗条锈病基因 YrH52的RGA分子标记

为开发与野生二粒小麦抗条锈病基因YrH52紧密连锁的分子标记,并为该基因的克隆及应用奠定基础,运用RGA (Resistance gene analog) 分子标记法,以 YrH52定位作图F₂群体形成的F₄抗性和感病基因池（Gene pool）及其亲本（抗病材料H52与感病材料Ldn）进行多态性筛选分析,共获得17个RGA分子标记。使用已有的遗传图并进行MultiPoint分析,构建了由与抗性（H）和感病(L) 两个亲本对应的显性位点组成的两个遗传图,即H遗传图和L遗传图。在H图中, YrH52与10个RGA标记,即 X_uhw3, X_uhw17, X_uhw18, X_uhw23, X_uhw36, X_uhw38, X_uhw46, X_uhw59, X_uhw62 和 X_uhw73 紧密连锁, 其中 X_uhw23 标记为共显性分子标记,连锁距离为1.0 cM。在L图中,发现 X_uhw57, X_uhw68, X_uhw189, X_uhw192及其 X_uhw23与 YrH52 相聚成簇（Cluster）。本研究结果说明RGA分子标记结合集群分离分析法 （Bulked segregant analysis,BSA）是一种快速开发与小麦抗病基因紧密连锁标记的有效方法,对小麦抗条锈病分子育种和抗病基因的克隆具有促进作用。     

大麦染色体特异性EST标记在5H短臂成株期叶锈病抗性基因定位中的应用

为了明确大麦成株叶锈病抗性品种‘Pompadour’抗性基因的性质,以‘WABAR2482×Pompa-dour’的457个F2后代为材料,采用单链构象多态性(SSCP)分析技术,对发掘的SNP-EST分子标记在抗性品种的F2后代中进行分子标记检测。结果表明,457株F2分离群体中328株表现抗病,129株表现感病,卡方检验符合3∶1的分离比例。推断新发现的5HS成株叶锈病抗性基因为主效显性抗性基因。在所筛选的15对大麦5HS染色体EST标记中,共显性SNP标记K05820共检测出109株抗性亲本纯合体、115株感病亲本纯合体和233株杂合体。利用F2代表型分离结果对标记K05820进行验证分析发现,该标记与‘Pompa-dour’5HS染色体成株叶锈病抗性高度相关(r=0.82)。同时,新的定位分析表明,K05820与成株叶锈病抗性基因间的遗传距离为7 cM。这说明共显性EST-SNP标记K05820可以运用于大麦5HS染色体成株叶锈病抗性基因后代杂合体及纯合体的筛选,能够应用于田间抗病材料的初步筛选。     

小麦抗条锈基因Yr10的抗病通路研究

小麦抗条锈病基因Yr10作为全生育期抗性基因,对国内大部分的条锈菌生理小种表现抗性,为探究Yr10介导的抗病通路,以小麦AvocetS(AvS)和其近等基因系AvS Yr10NIL(AvS+ Yr10)为材料,接种条锈菌CYR31后分别构成亲和与非亲和体系,通过分析含有抗病基因Yr10非亲和体系中的信号分子变化,比较非...     

小麦新种质YW243抗条锈病基因的染色体定位

为鉴定小麦新种质YW243的条锈病抗性基因,用条中31号小种接种,对YW243与中国春的杂种F2群体进行了抗性遗传分析,并利用SSR分子标记技术对抗性基因进行了染色体定位。结果显示,YW243的每锈病抗性在与中国春的杂交组合F1、F2分离群体中呈一对显性基因的遗传模式;经过对264对微卫星引物的筛选,发现位于2BL上的两对引物Xgwm388和Xgwm501能够在双亲和抗、感池之间扩增出特征带,并与抗性基因表现连锁,它们的遗传距离分别为27．9cM和23．5cM,说明抗病基因位于2BL染色体上。从系谱和抗谱分析,推测YW243的抗性基因不同于Yr5,可能是一个新的抗病基因或是Yr5的复等位基因。     

兼抗条锈、白粉病小麦新种质观4的分子标记鉴定

将多个不同的抗病亲本及优良农艺亲本进行复合杂交,选育出抗病且农艺性状较好的小麦新品系观4.为了明确观4的抗病性及品质状况,对该品系的抗病基因及品质性状进行分子标记鉴定和分析.结果表明,观4兼抗白粉病和条锈病,其白粉病抗性主要来自亲本92R179中的Pm21基因,而条锈病抗性则主要源于YW243中的抗条锈病基因YrX;辽春10号中的高分子量麦谷蛋白优质亚基7+8也遗传到新品系观4中.因此,观4可作为优良小麦亲本应用于小麦品质和白粉病、条锈病抗性的改良.     

小麦禾谷孢囊线虫及抗线虫性基因研究进展

禾谷孢囊线虫是危害禾谷类作物的病原线虫，培育和推广禾谷孢囊线虫抗性品种是最经济、安全、有效的防治途径。我国自1989年首次有该病的报道以来，目前在河北、河南等省、市区均有发现，而且危害面积呈正扩大趋势。根据禾谷孢囊线虫对抗病基因的毒性差异表现，可将其分为13个致病类型，但仍有效的致病类型被发现。在小麦中已鉴定出十多个小麦禾谷孢囊线虫抗性基因位点，这些抗性基因多为显性基因，针对不同的禾谷孢囊线虫致病类型，其抗性水平表现也不相同。利用分子标记技术可对抗性基因进行快速定位，从而为抗虫能种创造条件。同时，基因克隆技术使抗源得到进一步拓展，为小麦禾谷孢囊线虫抗性基因创制提供了一条简捷、有效的途径。     

Isolation of cereal arabinogalactan-peptides and structural comparison of their carbohydrate and peptide moieties

Arabinogalactan (AG)-peptides were isolated and purified from wheat and durum wheat and for the first time from spelt, triticale, rye and barley using three dedicated isolation procedures. The AG-peptide molecules have molecular weights of approximately 23,500 with the exception of triticale (27,500) and rye (33,000). The fine structure of the carbohydrate parts revealed close resemblances among the purified cereal AG-peptide samples. They consist of a (1→6)-β-d-galactopyranosyl backbone substituted in the C(O)3-position with a single α-l-arabinofuranosyl or a single β-d-galactopyranosyl residue. The latter can also be substituted in its C(O)3-position with a single α-l-arabinofuranosyl residue. The AG-peptide peptide cores typically exist of 15 amino acids including three highly conserved hydroxyprolines (Hyp), each linked to a carbohydrate chain. The peptide amino acid sequence of spelt and durum wheat AG-peptides showed high similarity with the wheat AG-peptide peptide sequence while triticale, rye and barley AG-peptide peptide cores displayed less similarity. Homology with the N-terminal part of cereal grain softness protein (GSP) precursors indicates that the cereal AG-peptide peptides are a processing product of GSP synthesis. An overall structural model is proposed.     

禾本科作物糯性的研究进展

综述目前禾本科作物糯性的研究进展。水稻、小麦、玉米、大麦、谷子、高粱在糯性基因定位及淀粉遗传情况。糯性品种在应用中的价值。为育种者提供一些理论依据并提出一些建议。     

黑龙江省春小麦主要品质性状和慢锈抗病基因的分子标记检测

1B·1R易位系、高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)、多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)活性、黄色素含量等因素都对小麦加工品质有重要影响,慢锈基因Lr34既抗叶锈,又抗条锈、白粉和秆锈病.为了明确这些基因在黑龙江小麦品种中的分布,并为优质抗病小麦分子标记辅助育种提供材料和方法,本研究利用高分子量谷蛋白亚基Dx5 、By8、1B·1R易住系、PPO、PSY基因和Lr34位点的特异性分子标记对黑龙江省不同地区的169份小麦品种进行鉴定.结果表明,Dx5亚基的频率为43.2％,By8亚基的频率为30.8％,1B·1R易位系的频率为4.7％,Ppo-A1b的频率为33.1％,Psy-A1b的频率为33.7％,含Lr34位点的频率为24.9％;不含1B·1R易位系、同时又具有Dx5和By8、Ppo-A1b、Psy-A1b及Lr34位点的品种只有2份,占1.2％.     

小麦孢囊线虫病害发生规律、鉴定方法及防控策略综述

小麦孢囊线虫病是一类主要危害小麦、大麦、燕麦和牧草等禾谷类作物的植物病害,在全球的40多个国家都有分布.目前,小麦孢囊线虫在我国分布范围逐渐扩大,危害越来越严重,并呈快速传播态势,已经蔓延到13个省(市).本文综述了小麦孢囊线虫病害的发生规律及初步鉴定方法(形态学鉴定和分子技术鉴定),并提出了植物检疫、抗性品种选育、农业防治、化学防治、生物防治等综合防控策略.     

扬麦13抗赤霉病品系的分子标记辅助选育

通过分子标记辅助选择技术和回交育种方法,以苏麦3号为抗赤霉病基因Fhb1和Fhb2的供体亲本,以弱筋感病品种扬麦13为受体和轮回亲本,对扬麦13进行赤霉病抗性改良。利用抗性基因紧密连锁的SSR标记筛选和田间赤霉病抗性鉴定,获得8个农艺性状似轮回亲本且含有目标基因的品系。通过分子标记对其进行遗传背景分析,获得3个与轮回亲本基本相同的品系。对这3个品系和扬麦13进行赤霉病接种鉴定和主要品质指标检测与比较,最终培育出携带赤霉病抗性基因且保持轮回亲本优良农艺性状及弱筋品质的品系R扬麦132、R扬麦137和R扬麦138,赤霉病病小穗率降低了78.82%~84.58%,产量提高了17.24%~26.72%,完全可以替代当前生产上高感赤霉病的扬麦13品种进行推广应用。这表明利用与抗性基因紧密连锁的分子标记辅助育种是一种有效的途径,可以实现小麦赤霉病抗性改良的目标。