RNAi在植物寄生线虫功能基因组研究中的应用

最近,南方根结线虫（Meloidogyne incognita）和北方根结线虫（M. hapla）的基因组测序工作已经完成,而大豆孢囊线虫（Heterodera glycines）和马铃薯白线虫(Globodera pallida)的基因组测序工作也在进行之中。截至2008年,Nematode.net数据库中已经有近500 000个表达序列标签ESTs序列和1 200 000个来自30种线虫的基因组序列。如何从众多的序列中筛选出有实际应用价值的信息是线虫学研究面临的一大挑战。对于缺乏有效转化系统的植物寄生线虫来说,RNAi无疑是研究植物寄生线虫基因功能的有力工具。本文介绍了RNAi及其在植物寄生线虫基因功能研究中的应用。     

植物寄生线虫及其检疫地位

寄生线虫主要危害植物的花蕾，叶，茎和根，许多种类的线虫可以使作物受到严重危害甚至杀死，有些植物因受到线虫的危害而降低的抗病能力，增加了真菌和细菌性病害的发病机率，损失极为严重，另外，已有充分资料证明，某些被列为我国的危险性病毒病可以通过线虫而传播。我们仔细分析我国危险性线虫病害的名录，发现它们对作物的危害都是毁灭性的直接危害，还未考虑线虫寄生后所造成的间接危害，本文将着重论述线虫的间接危害及其检疫     

rDNA-ITS-PCR技术在植物寄生线虫分子诊断中的应用

20世纪80年代以来,分子生物学技术在各个研究领域得到广泛应用,分子诊断也成为植物线虫学研究的新途径,内转录间隔区ITS是位于线虫的遗传物质特别是核糖体DNA(rDNA)上18S和28S基因之间的区域片段,一般而言它在生物种和亚种间变化较大,用PCR技术扩增ITS区,可通过酶切、克隆、测序等来揭示线虫种间或群体间的差异,从而进行植物病原线虫种的快速分子鉴定.目前,国外rDNA-ITS-PCR技术已在许多重要的植物线虫如剑线虫、胞囊线虫、根结线虫、松材线虫、拟松材线虫、马铃薯金线虫、马铃薯白线虫、茎线虫等的分子诊断中广泛应用.     

苏云金芽胞杆菌防治植物寄生线虫的研究进展

植物寄生线虫是一类重要的植物病原生物,给农业生产造成巨大的损失.传统方法防治植物寄生线虫都存在一定的局限性.研究发现苏云金芽胞杆菌对线虫有毒杀活性,为防治植物寄生线虫寻找到了一条新途径.文章介绍了苏云金芽胞杆菌防治植物寄生线虫的研究现状,着重阐述了苏云金芽胞杆菌的杀线虫晶体蛋白及其基因、杀线虫机制等方面的研究进展,并探讨了其中存在的问题及其对策.     

浅谈植物寄生线虫生物防治研究进展

文章对植物寄生线虫生物防治资源、线虫天敌真菌作用机制、线虫天敌生态学以及分子生物学等方面国内、外的一些研究进展进行了综述,并提出了研究展望。     

昆虫线虫抑制植物线虫的机理研究进展

斯氏科(Steinernematidae)、异小杆科(Heterorhabditidae)、索科(Mermithidae)和小杆科(Rhabditidae)线虫为几类较有生物防治前景的昆虫线虫。一些昆虫线虫除了能够有效地防治有害昆虫,还具有抑制植物线虫的作用,本课题组研究发现小杆科、小杆属Rhabditis(Oscheius)的某些昆虫线虫品系也有抑制植物线虫的作用。国内在这方面报道很少,国外许多线虫研究者自20世纪80年代以来有过一些研究。本文着重报道昆虫线虫抑制植物线虫的作用机理研究进展、植物线虫的生物防治途径和昆虫线虫的应用范围。     

应用根际细菌防治植物寄生线虫的研究

本文从根际细菌的概念发展、特点，对植物寄生线虫防治及其机理、研究方法等方面扼要介绍了根际细菌防治植物寄生线虫的研究进展     

植物寄生线虫生物防治研究新进展

本文综述了近5年来国内外植物寄生线虫生物防治微生物资源真菌、细菌和放线菌的筛选和开发应用进展;列举了已商品化的生防制剂;同时探讨了植物寄生线虫生物防治存在的问题及其对策,并展望了研究前景。     

植物抗线虫基因与抗性机理研究进展

植物寄生线虫是严重危害农业生产的一类重要病原生物,对全球作物产量造成重大损失.抗线虫基因在植物抗线虫反应中发挥重要作用,发掘抗线虫基因并培育抗线虫品种是防治线虫病害的一条有效途径.抗线虫基因的定位与克隆对解析植物抗线虫性的分子机理做出了巨大贡献,明确线虫与寄主植物之间的互作关系及抗线虫机制,可以为制定和采取更加有效的防控策略提供借鉴.     

DNA重组技术在植物寄生线虫分类上的应用及发展趋势

DNA重组技术在植物寄生线虫分类上的应用是于20世纪80年代以后才发展起来的，主要用于病原线虫种及小种的鉴定。鉴定的主要方法，首先是以从大量纯线虫提取基因组DNA或线粒体DNA，然后进行DNA多态性分析的RFLP及RAPD技术，以后发展到用卫星DNA或核糖体DNA的非转录区域的特异性片段作为DNA探针或作为PCR引物对一条线虫进行鉴定。现在，主要是在单条线虫DNA的基础上，利用多对PCR引物对一个属的多种线虫进行同时鉴定。DNA重组技术以其客观、快捷可望用于日常鉴定中，也可望建立起更高的一级的分类界元。但它只是线虫分类技术的一个组成部分，它必须和线虫生物学、形态学、细胞学等方法一起，才能推进线虫分类学的发展。     

植物根腐线虫鉴定及抗性机制研究进展

根腐线虫是植物三大病原线虫之一,广泛分布于世界各地,为害多种粮食及经济作物,给农业生产带来巨大损失.根腐线虫的识别与鉴定是防治工作的重要环节,研究植物线虫抗性机制有利于培育抗性品种.为此,回顾了近年来根腐线虫鉴定及植物对根腐线虫抗性方面的研究工作,强调了线虫准确鉴定的重要意义,分析讨论了植物抗线虫的机制.     

植物几丁质酶在抗真菌病害基因工程中的应用

植物几丁质酶因能水解真菌细胞壁的主要成分几丁质 ,在抗植物真菌病害反应中发挥了重要的作用。本文对植物几丁质酶的特性、分类、基因的诱导表达及其基因在抗真菌病害基因工程中的应用等进行了阐述 ,指出植物几丁质酶在抗真菌病害基因工程中的巨大应用前景     

植物病毒基因沉默抑制因子研究进展

RNAi是近年来发现的一种重要的基因沉默现象,可以介入植物的整体防御体系,在植物细胞中产生一种不确定的流动信号,使远距离组织的特异RNA序列得到降解。为利于病毒的侵染,植物、动物和昆虫的病毒同时也编码一种蛋白来对抗RNAi,这类蛋白可以抑制RNA沉默的各个步骤,称为RNAi抑制因子,本文对几个研究较清楚的植物病毒抑制因子,从其发现到主要特点、作用机制等方面进行了阐述,并且依据其特点及前景进行归类与展望。     

Regeneration of sugarcane elite breeding lines and engineering of stem borer resistance

Five elite sugarcane breeding lines were tested for efficiency in embryogenesis and plant regeneration. All of them produced regenerative embryogenic calli but with varied efficiencies. To engineer strongly insect-resistant sugarcanes, the GC content of a truncated cry1Ac gene, which encodes the active region of Cry1Ac insecticidal delta-endotoxin, was increased from the original 37.4 to 47.5% following the sugarcane codon usage pattern. The synthetic cry1Ac gene (s-cry1Ac) was placed under the control of maize ubiquitin promoter and introduced by microprojectile bombardment into the embryogenic calli of sugarcane lines YT79-177 and ROC16. Southern blotting analysis showed that multicopies of s-cry1Ac were integrated into the genomes of transgenic sugarcane lines. Immunoblotting analysis identified 18 transgenic lines expressing detectable levels of s-Cry1Ac, which were estimated in the range of 1.8-10.0 ng mg(-1) total soluble proteins. Four transgenic and two parental lines were assayed for sugarcane stem borer resistance in leaf tissue feeding trials and greenhouse plant assays. The results showed that, while the untransformed control lines were severely damaged in both leaves and stems, the transgenic sugarcane lines expressing high levels of s-Cry1Ac proteins were highly resistant to sugarcane stem borer attack, resulting in complete mortality of the inoculated insects within 1 week after inoculation.     

植物凝集素在抗刺吸式害虫转基因工程中的应用

植物凝集素是一类具有高度特异性糖结合活性的蛋白,含有1个或多个可与单糖或寡聚糖特异可逆结合的非催化结构域,在农业生产上应用前景广阔。本文简要概述了几种植物凝集素:雪莲凝集素、天南星科植物凝集素、苋菜类植物凝集素在抗刺吸害虫基因工程上的应用,并简单介绍了转双价抗虫基因方面的研究。     

稻瘟病抗性分子机制及抗病育种策略研究进展

由稻瘟菌侵染引起的稻瘟病是威胁水稻安全生产最严重的真菌病害之一。鉴定克隆水稻抗稻瘟病基因, 系统深入研究稻瘟菌与水稻的相互作用, 揭示水稻的抗病机制, 进而创制推广抗稻瘟病新材料, 对确保粮食安全具有重要意义。本文总结了近10年来稻瘟病抗病基因和感病基因的鉴定、分子机理解析和应用等进展, 总结归纳了抗病基因聚合、分子设计育种、感病基因编辑、抗病基因的病原诱导表达等抗病育种主要策略。最后提出充分利用种质资源, 利用新技术挖掘新基因及创制新材料, 深入研究叶瘟和穗瘟抗病机制差异等是稻瘟病抗病育种下一步重点研究方向和新挑战。     

植物病害生防芽孢杆菌抗菌机制与遗传改良研究

 芽孢杆菌是土壤和植物微生态的优势微生物种群,具有很强的抗逆能力和抗菌防病作用,许多性状优良的天然分离株已成功地应用于植物病害生物防治。芽孢杆菌抗菌防病机制包括竞争作用、拮抗作用和诱导植物抗病性。其中,核糖体合成的细菌素、几丁质酶和葡聚糖酶等抗菌蛋白以及次生代谢产生的抗生素与挥发性抗菌物质产生的拮抗作用是生防细菌最主要的抗菌机制。通过现代生物技术提高抗菌基因的表达水平和实现外源杀虫或抗菌基因的高效稳定共表达是增强生防芽孢杆菌抗菌活性和扩大防治对象的重要途径。基因组和蛋白组研究的迅猛发展必将极大地促进芽孢杆菌抗菌分子机制和抗菌基因工程研究的深入发展和广泛应用。     

植物抗蚜生理及分子机制的研究进展

蚜虫作为农业害虫和植物病毒的传播者,已经成为严重威胁全球农业生产发展的主要害虫之一。本文综述了植物宿主免疫系统在抗蚜过程中的作用,从物理屏障、化感元素以及基因调控等方面阐述目前的抗蚜应答机理研究,提出了抗蚜研究应该整体地考虑植物-蚜虫互作动态体系,抗蚜基因的挖掘应该建立在有效性和持久性双重标准上,培育抗蚜新品种应考虑蚜虫效应因子与植物的基因间互作以及植物NBS-LRR抗病基因家族可能参与抗蚜免疫反应等观点,以期为揭示植物-蚜虫之间相互作用的分子机制,探索在生产实践中绿色、生态的蚜虫防治新方法提供理论依据。     

Replication,molecular biology,and genetic engineering of granulosis viruses

Baculoviruses of subgroup B, the granulosis viruses, show particular promise as control agents for several horticultural pests. Recent studies have concentrated particularly onCydia pomonella granulosis virus, which provides very good control of the codling moth, a major world-wide pest of apples, pears and walnuts. The viral genome has been mapped and the granulin gene has been located and sequenced. Transfer vectors for insertion of foreign genes into the virus have been constructed. Cell cultures which support viral replication have been obtained and have been transfected with viral DNA.     

Genetic resistance for the sustainable control of plant virus diseases: breeding,mechanisms and durability

Plant viruses are important agricultural pathogens, and are responsible for a significant number of commercially relevant plant diseases. There are very few efficient control measures for viral diseases, but the use of genetic resistance appears to be the most promising strategy, often conferring effective protection without additional costs or labour during the growing season, and without damaging the environment. Sources of virus resistance have been identified for most crop species, and many resistant cultivars are already commercially available and of widespread cultivation; however, much remains to be learned about genetic resistance. This review article considers three main aspects that require intense investigation. First, we review the identification of sources of resistance and how plant breeders and pathologists have focused on aspects of the breeding process particularly relevant to viruses, such as germplasm screening and the dissection of resistance phenotypes. Second, we review how molecular mechanisms controlling resistance have been unravelled, looking at case studies where resistance mechanisms are now understood in detail for each stage of the infection cycle. Third, we turn to the durability of resistance in a global context, examining factors that influence durability and how this can be predicted. We conclude with a short discussion of the technological and scientific opportunities provided by recent advances in the field.