含CBS结构域的小麦TaCDCP1基因的克隆及其表达分析

利用电子克隆和RT-PCR技术,在本实验室前期构建的非亲和互作的SSH文库基础上,从条锈菌侵染的小麦水原11叶片中首次分离出一个含CBS结构域蛋白的基因,暂命名为TaCDCP1(Triticum aestivum CBS domain containing protein 1)。TaCDCP1包含一个完整的654 bp的开放阅读框,编码217个氨基酸。推测该基因拟编码的蛋白具有2个CBS保守结构域,不含跨膜区且无信号肽,定位在叶绿体基质内;经过同源比对,小麦TaCDCP1氨基酸序列与大麦、水稻和玉米等的同源序列的相似性较高;该基因表达量在小麦叶中显著高于在根和茎中;在小麦与条锈菌的非亲和、亲和组合中,TaCDCP1基因均受到条锈菌诱导,分别在接种后18 h和96 h达到表达高峰,非亲和组合表达量在侵染前期(接种后18~48 h)高于亲和组合,而在侵染后期(接种后96~120 h)低于亲和组合;外源植物激素脱落酸诱导该基因上调表达,苄基腺嘌呤,乙烯,赤霉素,茉莉酸甲酯和水杨酸处理后其表达量在不同程度上受到抑制;TaCDCP1在低温和干旱条件下表达量上升,在机械伤害和高盐处理下表达量无明显差异。表明TaCDCP1可能通过脱落酸等信号途径参与小麦对条锈菌的防御反应,同时参与低温和干旱环境下的信号转导途径。这些结果对于明确CBS结构域的功能以及CBS结构域蛋白尤其是TaCDCP1在小麦与条锈菌互作中的作用奠定了基础。     

外源注射褪黑素对小麦抵抗叶锈菌侵染的影响

为了探究褪黑素在小麦与叶锈菌互作中的作用,以小麦品种洛夫林10(简称L10)与叶锈菌生理小种260组成不亲和组合为研究对象,通过外源注射甲基紫精(甲基紫精作为一种氧化剂诱发产生超氧阴离子,可以有效增加活性氧的含量),诱导产生活性氧,利用褪黑素清除活性氧的能力确定褪黑素最佳作用浓度;然后在小麦幼苗叶片中注射褪黑素并接种叶锈菌生理小种260,通过DAB染色观察H₂O₂含量变化;通过Rohringer染色检测HR面积;通过测定小麦过氧化物酶和过氧化氢酶活性,探究外源注射褪黑素对小麦抗氧化能力的影响;通过以上研究以明确褪黑素在小麦与叶锈菌互作中的作用。结果表明：外源注射甲基紫精引起的活性氧增加,其清除最适的褪黑素注射浓度为10μmol/L。对不亲和组合的DAB染色结果显示,注射10μmol/L褪黑素后,叶锈菌侵染诱发的小麦叶片H₂O₂积累量少于对照组,表明褪黑素参与了H₂O₂清除作用;Rohringer染色结果表明,经过外源性褪黑素处理后小麦HR细胞面积减小,有效...     

条锈菌诱导的小麦MBF1转录辅激活因子基因的克隆及其特征分析

应用电子克隆和RT-PCR方法,从小麦叶片中分离出一个条锈菌诱导的编码MBF1基因的cDNA序列,暂被命名为TaMBF1a。TaMBF1a包含一个完整的429 bp的开放阅读框,编码142个氨基酸,具有MBF1保守结构域;小麦TaMBF1a氨基酸序列与水稻OsMBF1相似性达92%,与拟南芥AtMBF1a相似性达80%。TaMBF1a编码的蛋白可能是核蛋白,且该基因在小麦根、茎、叶组织中表达量基本一致。在小麦与条锈菌的亲和、非亲和互作中,TaMBF1a基因均受条锈菌诱导高水平表达,且非亲和组合表达量高于亲和组合。外源植物激素水杨酸、乙烯、脱落酸也可诱导该基因快速上调表达,表明TaMBF1a可能通过水杨酸、乙烯等信号途径参与小麦对条锈菌的防御反应。     

水分胁迫下葡萄糖对小麦幼苗光合作用和相关生理特性的影响

以15%聚乙二醇(PEG-6000)模拟水分胁迫,以不同浓度外源葡萄糖(Glc)处理小麦幼苗,探讨外源Glc对水分胁迫下小麦幼苗生长发育和光合特性的影响。结果表明,水分胁迫显著降低了小麦叶片水势和光合作用,抑制植株的生长,而水分胁迫下外源Glc处理能明显增加叶片水势和光合色素含量,并使水分胁迫和水分胁迫后复水处理条件下,小麦幼苗叶片的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)胞间CO₂浓度(C_i)和叶片水分利用效率(WUE)显著升高,而使蒸腾速率(T_r)下降。同时,外源Glc处理显著提高了水分胁迫下叶片中可溶性糖和脯氨酸的积累,促进不定根和侧根的生长,植株干重比单一干旱处理提高14.32%~40.39%。由此表明,水分胁迫下外源Glc通过促进小麦根系生长和提高叶组织的渗透调节能力,改善叶片的水分状况,提高了叶片的光合功能,促进小麦幼苗的生长,降低了水分胁迫对小麦幼苗生长的抑制作用。     

小麦条锈菌诱导性小麦cDNA文库的构建及其质量评价

小麦条锈病是由小麦条锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici)侵染引起的世界性气传叶部病害之一,在我国发生尤为普遍而严重,是小麦(Triticum aestivum L.)生产上最重要病害,克隆并研究小麦抗条锈病相关基因的生物学功能具有重要的应用价值和现实意义.在本研究中用中国当前毒性最强优势条锈菌小种CY32侵染诱导的小麦抗条锈病基因Yr5近等基因品系Taichung29*6/Yr5为试材,构建非亲和条锈菌小种侵染诱导的小麦cDNA文库.研究结果表明所获得的原始文库滴度0.9x106 pfu/mL,扩增文库滴度1.0x109pfu/mL,重组率98%,插入片段在0.5 kb到3.0 kb之间,多在1.0 kb左右.因此该文库可用于基因克隆与分析,为研究小麦抗条锈病相关基因提供条件.     

外源NO对UV-B胁迫下小麦幼苗生长、活性氧组分和光合特性的影响

为了研究外源NO对UV-B胁迫下小麦幼苗生长、活性氧组分以及光合特性的影响,以ML7113小麦为受试材料,以硝普钠(Sodium nitroprusside,SNP)作为外源NO的供体,预先用0.1 mmol/L的SNP浸种24 h,设置4个处理组：对照组(CK)、紫外线UV-B胁迫处理组(B)、UV-B胁迫和SNP复合处理组(B+SNP)、SNP单独处理组。待幼苗生长7天后取其叶片进行可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、超氧阴离子(O₂^-)、过氧化氢(H₂O₂)、气孔密度、光合色素及叶绿素荧光参数等指标的测定。结果表明,NO供体SNP能显著增加经UV-B胁迫后小麦幼苗的株高,并使其小麦幼苗可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸含量分别提高19.69%、15.25%、41.36%,同时使其小麦叶正面气孔密度增大10.34%。SNP单独处理使得光合色素（叶绿素和类胡萝卜素）的含量较CK分别提高12.43%和5.99%,叶绿素荧光参数Fv/Fm和Fv/F0较CK显著提高0.5%和5.16%。此外,SNP能使小麦幼苗丙二醛(MDA)、过氧化氢(H₂O₂)的含量较CK显著降低27.30%和74.92%,超氧阴离子(O₂^-)的产生速率较CK显著降低24.47%。通过体内相关生理指标物质含量的变化来响应UV-B胁迫对小麦幼苗造成的伤害,而适宜浓度的外源NO(0.1 mmol/L)可以缓解UV-B胁迫下对小麦幼苗的伤害作用,从而增强小麦幼苗对UV-B胁迫的适应能力。     

水杨酸对废电池胁迫下小麦幼苗渗透调节的影响

研究不同浓度水杨酸(SA)处理对废电池胁迫下小麦幼苗渗透调节物质的影响。结果表明,废电池胁迫下,小麦幼苗体内的可溶性蛋白含量下降,脯氨酸和丙二醛(MDA)含量升高,电导率增大,膜稳定性降低,质膜通透性明显增大,显示出一定的毒害效应;低浓度(≤50 mg/L)的外源SA处理能够明显增强废电池胁迫下小麦幼苗对废电池的抗性,改善多项指标,其中50 mg/L处理效果最好。说明低浓度SA能通过增强小麦的渗透调节能力,减轻废电池胁迫,缓解废电池对小麦幼苗的抑制和毒害作用,高浓度SA(≥50 mg/L)缓解作用降低。     

防御信号途径在B型烟粉虱取食烟草诱导抗蚜防御中的作用

B型烟粉虱取食能够诱导烟草产生对烟蚜的抗性反应,为了明确水杨酸和茉莉酸防御信号途径与烟粉虱诱导抗蚜防御之间的关系,采用生化分析、实时定量PCR、蚜虫生物活性测定等方法比较了烟粉虱若虫取食对烟草水杨酸、茉莉酸含量、通路下游防御基因表达水平的影响及外源水杨酸、茉莉酸对烟蚜生长发育的影响。结果显示:烟粉虱侵染能够显著激活水杨酸防御途径,在取食15天后,水杨酸水平较对照升高1.40倍,水杨酸下游防御基因PR-1a及PR-2a分别较对照升高3.22和0.74倍;然而烟粉虱侵染后烟草叶片茉莉酸含量与对照相比无显著变化,JA下游防御基因PI-II和TPI的转录水平分别较对照降低73.91%和56.73%。生测结果显示,外源施用水杨酸对烟蚜的存活率和相对平均生长率具有显著不利影响。烟草叶片施用1 mmol/L水杨酸后,蚜虫的存活率及相对生长率分别较对照降低43.2%和11.54%;然而喷施茉莉酸甲酯对蚜虫的生长发育无不利影响。上述结果表明,水杨酸介导的防御应答在B型烟粉虱取食诱导烟草的抗蚜防御中起重要作用。     

小麦抗条锈病基因的研究进展

条锈病是由条锈菌(Puccinia striiformis f. sp. tritici)引起的我国最重要的小麦病害之一,由于小麦条锈菌的高度变异性,加之大面积种植单一抗病品种,致使其丧失原有抗性.因此抗小麦条锈病基因的研究在小麦抗病品种选育中起到举足轻重的作用.本文通过对小麦抗条锈病基因的来源,基因定位,分子标记,基因克隆,基因聚合等方面进行阐述,为小麦抗条锈病育种提供理论依据.     

水杨酸诱导鸭梨抗黑斑病效果及机理的探讨

为了揭示水杨酸诱导鸭梨抗黑斑病的作用效果及机理，以河北农业大学实验农场梨园鸭梨叶片和果实为试验材料，通过组织分离法分离、纯化梨黑斑病病原菌并对其进行致病性检测，利用形态观察及真菌ITS、HIS、RPB2、ACT多基因综合鉴定法明确鸭梨黑斑病致病菌的类型；鸭梨离体叶片通过针刺接种黑斑病菌分生孢子悬浮液侵染0,6,12,24,48,72,96,120 h,通过实时荧光定量PCR检测水杨酸信号通路中相关基因的表达量变化，通过高效液相色谱(HPLC)检测0,72 h内源水杨酸含量的变化；利用不同浓度水杨酸(0,0.002,0.02,0.2,2.0,10.0,20.0 mmol/L)测定其对黑斑病菌菌丝生长的影响；采用外源0,0.02,0.2,2.0 mmol/L水杨酸处理鸭梨果实，接种黑斑病菌并观察其抗病效果。结果表明，河北农业大学实验农场梨园中鸭梨黑斑病病原菌为链格孢属链格孢菌，鸭梨离体叶片接种黑斑病菌后，72 h游离态水杨酸含量由0 mg/g增至0.02 mg/g,结合态水杨酸含量由0.47 mg/g增至1.55 mg/g, SA信号通路中相关基因Pbrgene12425、Pbrgene6...     

Ca2+参与硝普钠(SNP)对干旱胁迫下小麦幼苗叶片NO水平的调控

在15% PEG-6000干旱胁迫下,研究外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)处理对小麦幼苗叶片NO含量、NO合成酶活性的影响及其与Ca2+的关系。干旱胁迫下小麦幼苗叶片NOS活性显著增加,且钙依赖型cNOS快速调控NO产生,但是随着胁迫时间的延长,不依赖钙iNOS活性在NOS活性比例缓慢增加,而NR产生NO的能力只占总NR提取物活性的很小一部分;1mmol/L SNP处理可显著提高干旱胁迫下小麦幼苗叶片NOS和NR活性,诱导NO水平提高,显著缓解膜脂过氧化;用质膜Ca2+通道抑制剂LaCl3与SNP共处理,显著减弱或抵消SNP促进NO合成作用。结果表明,外源NO 显著提高干旱胁迫下小麦幼苗叶片NO合成酶活性和NO含量,有效缓解膜的氧化损伤,而Ca2+参与SNP对干旱胁迫下小麦幼苗叶片NO水平的调控。     

小麦条锈病的症状识别与监测防治策略

随着我国农业技术水平的不断提升,为农作物病虫害症状识别以及监测防治提供了有利条件。小麦是小麦属植物的统称,属于禾本科植物,小麦条锈病是由条形柄锈菌引起的、发生在小麦的病害。条锈病在小麦出苗至成熟都有可能会发生,危害的主要部位是叶片,其次是叶鞘、茎秆,也侵染穗部、颖壳和芒等组织。小麦苗期受害,叶片上产生鲜黄色斑点;成株期刚发病时,在叶片的正面形成很多鲜黄色的夏孢子堆,发病后期叶片表皮破裂,出现锈色粉状物,最后导致小麦叶片出现干枯直至死亡。为了保证小麦的质量以及产量,必须加强小麦种植人员对于小麦条锈病症状的识别能力,并做好小麦条锈病监测与防治工作,降低条锈病发病流行几率。     

壳寡糖对PEG胁迫下小麦种子萌发、幼苗生长及渗透调节物质的影响

以小麦品种郑引1号为试材,探究不同浓度壳寡糖溶液(COS,5、25、50、100、200 mg·L^-1)浸种和叶面喷施对20%PEG胁迫下小麦种子萌发、幼苗生长、氧化损伤、渗透调节物质含量及脯氨酸代谢的影响。结果显示,PEG胁迫下小麦种子发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、幼苗叶片相对含水量、株高、根长、地上部和根部干重、干物质相对增长率、叶绿素和游离氨基酸含量较ck明显降低,叶片类胡萝卜素、超氧阴离子(O·2^-)、丙二醛(MDA)、可溶性蛋白、葡萄糖、蔗糖、脯氨酸含量和吡咯琳-5-羧酸合成酶(P 5 CS)、脯氨酸脱氢酶(ProDH)活性明显提高。外源适宜浓度的COS溶液处理可明显促进PEG胁迫下小麦种子的萌发和幼苗的生长,降低叶片O·2^-、MDA含量和ProDH活性,提升叶片相对含水量、叶绿素、类胡萝卜素、渗透调节物质含量及P 5 CS、鸟氨酸δ-氨基转移酶(δ-OAT)活性,以COS浓度为100 mg·L^-1效果最佳。可见,外源适宜浓度COS溶液处理能增强小麦幼苗的渗透调节能力,减轻20%PEG胁迫对种子萌发和幼苗生长的抑制效应,降低叶片氧化损伤,在一定程度上提高了小麦的抗逆性。     

栽培模式可影响小麦条锈菌群体结构

<正>云南农业科技人员近年来对不同栽培模式(净栽和混栽)下采集的113份感染小麦条锈病的新鲜叶片,从罹病叶片中直接提取罹病组织的DNA,利用我国及云南省的5个小麦条锈菌主要流行小种(条中32,条中29,条中31,条中23和水源类型)特异的分子标记对小麦条锈菌生理小种进行分子检测,以明确不同栽培模式对小麦条锈菌群体结构的影响。     

外源腐胺对干旱胁迫下小麦叶片渗透调节的影响

用15%聚乙二醇（PEG-6000）模拟干旱胁迫处理,研究外源腐胺对干旱胁迫下冬小麦幼苗叶片膜质过氧化和有机渗透调节物质的影响。结果表明：在干旱胁迫条件下,外源腐胺显著提高了冬小麦叶片可溶性糖（SS）、游离脯氨酸（Pro）、游离氨基酸（TFA）含量,分别为干旱胁迫处理的1.73倍,9.51倍,1.5倍;降低了冬小麦叶片丙二醛（MDA）含量和质膜透性（PMP）,与干旱胁迫处理相比下降了82%和84.5%,显著降低了叶片膜质过氧化程度。这说明外源腐胺能改善冬小麦幼苗叶片干旱胁迫下的渗透调节能力,从而增强植株的耐旱性。     

小麦外源抗条锈病基因及染色体定位研究进展

小麦条锈病(Wheat stripe rust or yellow rust)是小麦生产中重要流行病害之一。挖掘抗病基因,培育抗病品种是防治该病害最有效的措施。中国小麦条锈菌抗源单一,且具高度变异性,抗病品种极易丧失抗性。不断挖掘,筛选新的抗条锈病基因,对中国小麦抗病育种工作极为重要。小麦抗条锈病基因主要来源于普通小麦和小麦近缘属植物,而小麦近缘属植物蕴含丰富的抗病基因。本综述主要对目前已正式命名的,暂命名的外源抗条锈病基因进行总结,并对其染色体具体位置分布进行归纳,对优异抗病资源利用进行简要分析和展望,以期在育种工作中进一步高效利用外源抗条锈病基因。     

条锈病对冬小麦叶绿素荧光、光合及蒸腾作用的影响

接种条锈菌7d以后,对健康小麦和感病小麦最上部展开叶的一些生理指标进行测定,结果发现随着条锈菌侵入程度的不断加深,冬小麦叶片含水量、叶绿素相对含量不断降低,光系统Ⅱ原初光能转换效率及潜在活性受到抑制,同一天中同一时段内叶片净光合速率与发病严重度、蒸腾速率与严重度呈显著负相关。     

水杨酸对水分胁迫下小麦幼苗生理生化特性的影响

为了明确水杨酸对水分胁迫下小麦幼苗的保护机制,筛选其有效增强小麦幼苗抗旱性的最适施用浓度。选用小麦品种洛旱6号为试验材料,采用室内水培法,观测并测定小麦幼苗在20%聚乙二醇（PEG）胁迫下经不同浓度水杨酸（SA）处理后的形态及生理指标。结果表明,水分胁迫下,外源SA能够提高小麦幼苗可溶性糖、可溶性蛋白质和氨基酸含量,增强超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性,降低超氧阴离子自由基（O₂ ^—.）、双氧水（H₂O₂）含量,减少丙二醛（MDA）积累,促进小麦幼苗地上部生长。施用SA可通过提高小麦幼苗渗透调节能力和抗氧化酶活性来降低活性氧产生速率,减轻膜脂过氧化程度,维持细胞膜的稳定性,缓解水分胁迫对小麦幼苗生长的抑制作用,本试验条件下以0.6mmol/L SA的效果最好。     

小麦TaLTP5参与小麦与条锈菌的非亲和互作反应

为明确非特异性脂质转移蛋白基因Ta LTP5在小麦抗条锈性产生过程中的作用,本研究对该基因进行了染色体定位分析,并利用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)技术分析了其转录表达特征。研究结果显示,小麦Ta LTP5基因定位在小麦3B染色体的短臂上,位于3BS8-0.78-1.00染色体区段;Ta LTP5在小麦与条锈菌的非亲和过程前期表达量显著升高,而在亲和过程中没有明显变化;Ta LTP5的表达受到外源水杨酸(SA)、聚乙二醇(PEG)模拟的干旱和外源脱落酸(ABA)的胁迫强烈诱导,而外源茉莉酸甲酯(Me JA)、乙烯(ET)和低温在一定程度上抑制基因的表达。研究结果表明,在小麦-条锈菌非亲和互作中,Ta LTP5可能是小麦对条锈菌的抗性产生信号转导途径的正调控因子,而且参与了小麦的非生物胁迫应答过程。本研究结果对于调控植物抗性和培育抗病品种均有重要意义。     

康振生团队在条锈菌调控寄主糖分转运机制研究中取得重要进展

<正>笔者从西北农林科技大学获悉,近日,Plant Physiology在线发表了该校康振生院士团队的研究论文。该研究发现条锈菌能够通过提高小麦叶片ABA含量激活糖转运蛋白Ta STP6的上调表达,从而提高寄主细胞内的己糖浓度以保证病菌的碳源供应。由条形柄锈菌小麦专化型引起的小麦条锈病是小麦生产上的最重要的