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。     

大豆胞囊线虫胁迫下大豆根部蛋白质差异表达分析

为建立大豆根系响应大豆胞囊线虫(Heterodera glycines Ichinohe,soybean cyst nematode,SCN)胁迫的差异蛋白图谱,从分子水平探索大豆抗SCN的抗病机制,本研究以抗大豆胞囊线虫3号生理小种的哈尔滨小黑豆和感病材料辽豆10号的杂交后代为材料,利用双向电泳技术,对SCN胁迫下的大豆根系进行差异蛋白质学分析。结果表明:SCN胁迫下,抗、感池材料蛋白表达发生了变化。双向电泳共检测到400余个蛋白点,抗病池材料中有3个蛋白点表现为含量上调3倍以上,9个蛋白点表现为含量下降3倍以上,抗病池中特异表达的蛋白点有6个,感病池中特异表达的蛋白点有10个。其中的16个蛋白点被鉴定,它们分别参与了植物自身的防卫反应、能量代谢、细胞信号传导和转录调控等多个生理生化过程。这些上调或下调的蛋白都是复杂的蛋白调控网络中的一部分,在植物的抗病反应中协同起着重要作用。     

NO延缓果蔬成熟衰老与抗病机理研究进展

一氧化氮是具有生物活性和信号转导作用的易扩散小分子气体,果蔬细胞通过一氧化氮合酶(NOS)、硝酸还原酶或非生化反应途径产生NO。内源NO可通过抑制乙烯的生物合成和调控环化核苷酸在植物组织中的水平来延缓植物组织的成熟和衰老,延长果蔬贮藏货架期;NO还可诱导采后果蔬产生抗病防卫反应,提高果蔬的抗病胁迫能力。着重概述NO在果蔬采后延缓成熟衰老、诱导抗病等方面的作用及其机理研究进展。     

大麦和小麦抗病性的分子基础研究进展

抗病性是大麦和小麦不可或缺的重要性状。本文介绍了大麦和小麦的抗病分子基础研究进展:从大麦和小麦分离出的抗病基因编码蛋白的结构具有相似性及独特性;从大麦中鉴定、分离出抗病基因介导、激活防御反应所必需的一些附加基因,并发现在双子叶植物与禾谷作物的抗病防御反应中一些信号传导基因具有保守性,有利于对大麦和小麦抗病信号传导途径的理解和同源基因的分离;从大麦和小麦中分离出病原诱导表达的一些防卫基因。本文讨论了利用已克隆的抗病基因结构保守性和比较基因组学进一步分离克隆大麦和小麦抗病基因的潜力与限制以及利用克隆的抗病基因进行生物工程育种的可能性与局限性;还提出了今后发展方向,即不仅将继续深入研究显性单基因的分子机制,还将揭示持久的多基因抗性和广谱的非寄主抗性的分子基础。     

植物BTB/POZ蛋白及其抗病性研究进展

为了适应各种生物胁迫和非生物胁迫,植物在长期进化过程中形成了完整的调节机制,感受外界刺激,调整基因的表达,调节代谢途径。植物BTB/POZ蛋白在一系列生物过程中发挥重要作用。文中介绍了植物中的BTB/POZ蛋白的分子特征和抗病功能。此外,也就BTB/POZ蛋白在抗病应答途径、抗病反应中的作用机理等进行综述,为作物抗病的分子机理研究提供参考。     

真菌激活蛋白对杂交棉光合速率及产量的影响

真菌激活蛋白是一类信号传导分子,通过诱导、激发、调节植物体内的一系列功能蛋白,启动植物防卫反应,激活植物的免疫系统,提高植物自身免疫力,通过调节植物生长代谢系统,促进植物生长,提高作物产量和产品品质。经田间与原室内试验表明,真菌蛋白对多种病虫害的防效高达40%～80%,并能促进植物增产达10%～20%。通过增强植物自身的免疫功能,抵御外来病虫害入侵,在病虫害防治上属于生物防治体系,对维持生态平衡、保护环境,在农业上提高作物产量、改善产品品质都具有极其重要的实际作用。1材料和方法供试材料为湘杂棉3号(由湖南省棉花科学研究所提…     

油菜F-box-LRR基因全基因组鉴定与核盘菌诱导应答分析

由核盘菌引起的菌核病是一种重要的真菌性病害,筛选菌核病抗病基因对抗病育种具有重要意义。F-box基因多参与植物抗逆反应,LRR作为抗病基因的重要结构域,在植物抗病防卫中起着重要的作用。本研究通过生物信息学方法在甘蓝型油菜基因组中对F-box-LRR基因进行了全基因组鉴定,基于已发表的中双11组织表达数据以及油菜不同品种中油821（抗病）和Westar（感病）接种核盘菌前后的转录组数据,对可能响应核盘菌诱导的BnF-box-LRR基因进行筛选,并结合荧光定量PCR进行验证。共鉴定到161个BnF-box-LRR基因,从系统进化树上可分为4个亚类（FBXLRR1,FBXLRR2,FBXLRR3和FBXLRR4）,其中第四亚类FBXLRR4在蛋白保守序列分布以及基因结构方面,与其它三个亚类具有较大差异,且与拟南芥参与植物抗逆的同源基因聚为一类,因此推测该分支可能主要参与植物胁迫响应。表达分析表明FBXLRR4家族基因在根和叶中有较高的表达水平,且在核盘菌诱导后具有明显的表达变化,暗示这些基因可能参与油菜菌核病抗性功能。     

大豆转录因子GmWRKY53的分离及序列分析（英文）

WRKY蛋白是只存在于植物中的一类转录因子家族,由WRKY蛋白N端高度保守的WRKYGQK氨基酸序列及特殊的锌指结构而命名。WRKY除参与植物发育和代谢的调控外还与植物的抗逆反应有关。本研究利用抗病相关基因NPR1基因启动子区的W-box顺式元件采用酵母单杂交方法,以拟南芥At NPR1启动子区域W-box元件构建诱饵载体,从大豆中分离到了一个转录因子Gm WRKY53,通过序列分析表明,Gm WRKY53具有与At WRKY蛋白的保守氨基酸序列极相似的二级结构,在酵母单杂交系统中该蛋白能够与抗病相关基因At NPR1基因启动子区的W-box特异结合并启动报道基因的表达。对大豆WRKY转录因子的研究有助于深入理解大豆抗病及发育调控机制。     

水稻抗稻瘟病菌防卫反应的细胞学分析与防卫基因表达

对水稻类病变坏死突变体 lmm1　(LmmKaty)与原亲本及双单倍体YT14和YT16接种稻瘟病菌24 h内的抗病反应、细胞学和分子作用机理进行了研究。人工接种实验表明,与原亲本相比,该突变体对稻瘟病菌具有更强的抗性。突变体接种20~24 h后,自动荧光检测到细胞死亡,而对照则未检测到。表明该突变体通过细胞程序性死亡阻止稻瘟病菌的蔓延,从而提高了抗病性。Northern blotting结果发现,抗病品系YT14中的防卫相关基因、苯丙氨酸解氨酶基因和β 葡聚糖酶基因在人工接种稻瘟病菌6 h后开始表达,16~24 h后上述基因表达量快速增加;而病程相关蛋白基因 PR 1和几丁质酶基因在人工接种稻瘟病菌24 h后才开始表达。与YT14相比,感病品系中上述基因的表达明显延迟。表明在人工接种稻瘟病菌24 h内水稻可启动抗病防卫反应,从而对稻瘟病菌产生抗性。     

植物早衰的分子机理研究进展

衰老是显花植物生活周期中必然经历的阶段.植物衰老伴随着一系列的生理变化,而这些变化受到各种环境因子的影响,但主要受衰老相关基因的作用.这些基因包括发育进程相关基因、激素合成相关基因、调节基因、参与调节因子降解过程的基因、植物防卫反应相关基因等.最近的研究表明,植物衰老还受到蛋白的亚硝基化这种蛋白翻译后修饰途径的调控.     

茶树病原真菌侵染初期的病理分析

茶树病害种类很多,大多是由病原真菌侵染所致.其侵入机制可分为诱导侵入和主动侵入.通过分析诱导侵入和主动侵入的条件与程序,茶树病原真菌在组织内的寄生和扩展,茶树细胞和组织对病原真菌的防卫反应,旨在为茶树主要病害的无害化治理提供理论依据.     

水稻对穗枯病的抗病机理初步研究

【目的】水稻在孕穗期比苗期更容易感染穗枯病(Bacterial panicle blight of rice)并出现病症。本研究旨在探究水稻不同时期对穗枯病的抗性机理,为培育抗病水稻品种奠定基础。【方法】采用喷雾法和注射法分别对苗期和孕穗期的抗、感病水稻品种接种颖壳伯克氏菌(Burkholderia glumae),测定处理组与对照组的3种抗氧化酶(POD、CAT、SOD)活性的差异,并利用实时荧光定量PCR测定5种防卫反应基因(PR1a、PR10b、Rcht、LOX、PAL)的表达量。【结果】B.glumae的侵染能引起水稻活性氧的积累,提高抗氧化酶活性,使部分防卫反应基因大量表达,但是苗期和孕穗期的应答有较大区别。水稻孕穗期的抗氧化酶(SOD、CAT和POD)活性和防卫反应基因(PR10b、Rcht和PAL)的表达量比苗期高,但PR1a和LOX的表达量却低于苗期。【结论】B.glumae能诱导孕穗期的水稻产生更多抗病反应,参与抗病反应的主要是水杨酸信号传导途径。     

解淀粉芽孢杆菌HAB-7对18株植物病原真菌的抑制作用

HAB-7是一株分离自豇豆根际土壤、具有较强抑菌作用的解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。研究HAB-7对18株植物病原真菌及其发酵液粗提蛋白对植物病原的抑制作用，并测定其对番茄种子的促生作用。采用平板对峙法测定其对18株植物病原真菌的抑制活性，以橡胶树炭疽菌为指示菌，对其发酵上清液经60%、80%硫酸铵盐析获得的抗菌粗蛋白进行测试；并将HAB-7菌液稀释成6个浓度梯度，分别用来对番茄种子进行促生测试。结果显示：HAB-7对18株植物病原真菌的平均抑菌率为61.03%；     

植物抗病基因研究进展

植物抗病基因研究进展赵廷昌袁凤华何礼远（辽宁省农科院玉米所１１０１６１）（中国农科院植保所１０００９４）王克白金铠（沈阳农业大学１１０１６１）植物抗病相关基因，是植物中所有抗病相关因素的编码基因。按照这些基因所编码的因素在抗病反应中作用方式的不同，可...     

受白粉菌诱导表达的簇毛麦草酸氧化酶基因(Hv-OxOLP)的克隆和分析

为了筛选抗白粉病基因Pm21介导的抗病途径中的防卫基因,采用芯片杂交技术筛选携带或不携带Pm21基因的材料之间或抗病材料经白粉菌诱导与非诱导样品之间的差异表达基因,并采用RT-PCR方法分析了被筛选出的草酸盐氧化酶类似蛋白基因（Oxalate Oxidase Like Protein,OxOLP）的表达情况,进一步利用TAIL-PCR方法分离簇毛麦基因Hv-OxOLP中的全长序列。芯片杂交结果表明,探针Contig3156（一个推导的草酸盐氧化酶类似蛋白基因）在抗病簇毛麦中受白粉菌诱导的程度最大,在抗病易位系中该探针的杂交信号比在感病扬麦5号中的杂交信号强。半定量RT-PCR结果表明,在抗、感白粉病的材料中草酸盐氧化酶类似蛋白基因都受白粉菌诱导表达,但在抗病材料中达到表达峰值的时间早。用TAIL-PCR方法分离的Hv-OxOLP有一个内含子和两个外显子,ORF包含690个核苷酸,在启动子区包含两个W-box,在终止密码子后面还有一个polyA的加尾信号。作为一个受白粉菌诱导表达的基因,HpOxOLP在抗白粉病反应中可能起重要的作用。     

植物病原细菌无毒基因研究进展

无毒基因是病原物中决定对带有相应抗病基因的寄主植物特异的不亲和无毒性基因。无毒基因不仅决定了对寄主植物不同品种的无毒性，也决定了对不同植物或非寄主植物的无毒性。已经克隆的无毒基因都是单一的显性基因，编码独特的蛋白质产物。无毒基因编码的直接或间接产物与抗病基因编码的直接或间接产物识别诱导植物的过敏性坏死反应及其它的寄主抗性反应。     

油菜与核盘菌互作分子机理研究进展

菌核病是由核盘菌（Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) de Bary）引起的真菌性病害,每年导致油菜（Brassica napus L.）产量损失10%-20%,是制约我国油菜生产最主要的病害。培育抗（耐）病油菜品种是防治油菜菌核病最为经济有效的途径。本文主要综述了近五年油菜-核盘菌互作分子机制的研究进展。研究表明：（1）核盘菌侵染寄主早期存在活体营养型阶段;（2）草酸提供的酸性pH,而非草酸本身,是核盘菌的必需致病因子;（3）核盘菌有效地利用效应蛋白抑制寄主的抗病反应或者诱导寄主细胞坏死以帮助其侵染;（4）油菜对菌核病的抗性具有中等遗传力,为数量抗性;（5）病原相关分子模式（pathogen-associated molecular pattern, PAMP）引发的免疫反应（PAMP-triggered immunity, PTI）是油菜对核盘菌产生数量抗性的主要根源;（6）功能基因组学研究表明抗（耐）病油菜材料防卫反应更加剧烈,能有效调控细胞内的氧化还原平衡状态,及时清除过量活性氧（reactive oxygen species,ROS）的积累,抑制细胞死亡。核盘菌-油菜互作分子机制的研究将有助于指导油菜抗菌核病育种。     

转hrf1基因水稻对稻瘟病多小种非专化的稳定抗性

以表达水稻白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzae）编码harpin广谱抗性激发子的hrf1基因的转基因系为材料,在温室和田间病圃鉴定它们对稻瘟病菌的抗性,分析转基因水稻抗稻瘟病的作用机制。研究结果显示,转hrf1基因水稻对稻瘟病菌ZC3、ZD1和ZG1小种表现高抗,对ZB13表现中抗,表明hrf1基因在水稻中表达可以产生非小种专化抗性。在稻瘟病圃中对水稻稻瘟病抗性鉴定结果显示,转hrf1基因水稻在T1、T3、T5和T7代对稻瘟病菌都表现很好的抗性,表明转hrf1基因水稻对稻瘟病菌的抗性能稳定遗传。 转hrf1基因抗病水稻中防卫反应基因OsPR1a、OsPR1b、PAL和Chia4a以及正向调控水杨酸介导信号传导的NPR1基因的表达显著增强。转基因抗病水稻中硅含量显著提高。Harpin编码基因在水稻中表达,可能通过激发水稻中防卫反应基因的表达,提高水稻中硅含量等,从而使水稻产生对稻瘟病菌的广谱抗性。