我国不同CMV分离物2b基因片段的RT-PCR扩增及其序列比较

 本研究根据黄瓜花叶病毒2b基因的保守序列设计引物,利用一步RT-PCR技术对多个不同寄主和不同地理来源的黄瓜花叶病毒分离物的2b基因片段进行扩增,获得了含该基因全长约90%的cDNA片段(300bp)。序列测定与比较分析结果表明,国内不同CMV分离物2b基因片段核酸序列同源性达93%以上,推测的氨基酸序列同源性超过90%,且均属于亚组Ⅰ。     

重组黄瓜花叶病毒2b基因PVX侵染性载体的稳定性分析

 本研究利用北京甘蓝CMV分离物(CMV-BG)全长2b基因,构建了含其正义和反义序列的PVX侵染性载体pVX2bS和pVX2bAS,并进行了它们与PVX侵染性载体间的共侵染稳定性实验。结果表明:pVX2bS和pVX2bAS能侵染本氏烟、SR1、Sam sun NN烟草、Shepody马铃薯和中蔬5号番茄,与pSfinx相比,表现不同程度的症状延迟效应;pVX2bS和pVX2bAS在22℃/16℃(昼/夜温度)条件下,接种SR1烟草45d仍可检测到重组载体的存在;pVX2bS和pVX2bAS菌液混合接种15d后只能检测到正义或反义一种载体的随机表达,二者交互接种,后接种的一方不能表达。     

甘蔗花叶病毒福建分离物外壳蛋白基因的克隆及序列分析

 A fujian isolate of Sugarcane mosaic virus named SCMV-FJ was isolated from infected sugarcane. Cloning and sequence analysis of the coat protein gene of this isolate was carried out. A pair of primers was designed and synthesized based on the nucleotide sequences of coat protein genes of sugarcane mosaic viruses reported. The coat protein gene of SCMV-FJ was amplified from the extracted total RNA of the infected sugarcane by using RT-PCR, and cloned into the pMD18-T vector. The sequencing result indicated that the cloned segment included a 1137 bp open reading frame(ORF) and a 228 bp 3' untranslated region, in which the ORF comprised the whole coat protein and part of the nuclear inclusion b. The nucleotide and the deduced amino acid sequences of the coat protein gene were compared with those of the other isolates or strains of SCMV subgroup reported in GenBank. The result showed that it shares 56.8%-97.1% and 55.3%-99.4% homology in nucleotide and the putative amino acid sequences, respectively, with the highest amino acid homology of 99.4% with SCMV-D. Thus it was identified as a SCMV-D. This experiment provided a rapid, sensitive and relatively inexpensive method for RT-PCR detection of SCMV. At the same time, the cloning of SCMV-FJ coat protein gene provided the foundation for plant gene engineering against SCMV.     

2种类型的烟草扭脉病毒外壳蛋白基因的序列和结构分析

 烟草丛顶病主要由烟草丛顶病毒(Tobacco bushy top virus ,TBTV)和烟草扭脉病毒(Tobacco vein distorting virus ,TVDV)复合侵染引起。其中,TVDV的CP蛋白可分别包装TBTV和TVDV形成病毒粒子;但也存在TVDV单独侵染不携带TBTV的病样。本文利用RT-PCR对自然状态下携带TBTV的TVDV(采自云南弥渡)和不携带TBTV的TVDV (采自云南保山)的cp基因进行序列克隆,发现TVDV弥渡分离物的cp基因为618个核苷酸,而TVDV保山分离物的cp基因为621个核苷酸,二者的核苷酸序列一致性为90.02 %,氨基酸序列一致性为89.81 %;而长度相同的TVDV cp基因序列一致性为98.5 % ~ 100 %。表明这2个cp基因属于2种不同类型。系统发育树分析也表明这2个cp基因属于进化距离较远的2个群。利用SWISS-MODEL进行同源建模,发现2种类型的TVDV CP蛋白的主要空间结构域基本一致,存在细小的结构域及结构域之间无规则卷曲角度的差异,整体空间结构没有发生明显改变。推断TVDV保山分离物CP蛋白中关键氨基酸的序列突变是导致CP无法包装TBTV,从而在病害传播过程中丢失TBTV的主要因素。     

西伯利亚蝗卵发育过程中血蓝蛋白基因Hc1、Hc2表达、差异及其与土壤温度的关系

为明确血蓝蛋白基因在新疆优势害虫西伯利亚蝗Gomphocerus sibiricus卵发育过程中的作用,本研究采用实时荧光定量PCR技术检测血蓝蛋白基因Hc1、Hc2在西伯利亚蝗卵不同发育阶段和1龄蝗蝻中的相对表达量,比较基因Hc1、Hc2相对表达量的差异,并分析这2个基因与土壤温度的相关性。结果表明,血蓝蛋白基因Hc1和Hc2在西伯利亚蝗卵所有发育阶段均有表达,并具有阶段特异性。在蝗卵早期发育阶段,Hc1基因相对表达量较高,Hc2基因相对表达量较低,其中在I阶段,Hc2基因相对表达量最低,为0.05;在滞育阶段,Hc1基因相对表达量降低,且在深度滞育期降至最低,为0.12,Hc2基因相对表达量略有增加;在滞育解除后发育阶段,Hc1基因相对表达量无显著变化,Hc2基因相对表达量在第VIII阶段最高,为17.26;在1龄蝗蝻阶段,Hc1基因相对表达量急剧升高至最大值,为39.43,Hc2基因相对表达量急剧下降。在西伯利亚蝗卵发育过程中,Hc1基因相对表达量平均数为8.83,高于Hc2基因的平均数,且蝗卵早期发育阶段、滞育后发育阶段和1龄蝗蝻阶段的Hc1和Hc2基因相对表达量之间差异显著。土壤温度与西伯利亚蝗卵各发育阶段和1龄蝗蝻阶段中Hc1基因相对表达量正相关,但相关性不显著,与Hc2基因相对表达量无显著相关性。     

小麦矮腥黑粉菌及其近缘种的RPB2基因片段序列分析

以小麦矮腥黑粉菌（Tilletia controversa Kühn）及其近缘种小麦网腥黑粉菌［T. caries （DC.）Tul.］、小麦光腥黑粉菌(T. laevis Kühn)和其他6种黑粉菌的DNA为模板,用RNA聚合酶II的第2亚基RPB2基因的通用引物RPB2-740F/RPB2-1365R进行PCR扩增。结果表明,3种小麦腥黑粉菌均能扩增出617 bp大小的DNA片段,供试的其他6种黑粉菌没有任何扩增产物。利用DNAMAN软件进行序列分析结果表明,3种小麦腥黑粉菌的RPB2蛋白基因序列的相似性为99.08%,存在17个碱基的差异。利用RPB2基因的通用引物作为小麦腥黑粉菌的内置对照引物,与小麦矮腥黑粉菌的特异引物CQUTCK2/CQUTCK3相结合可提高小麦矮腥黑粉菌检测的准确性。     

超量表达益母草种子抗菌蛋白提高番茄的抗病性

为了验证来自益母草Leonums japonicusHoutt种子的抗菌蛋白基因LjAMP1和LjAMP2对植物病害的广谱抗性,用根癌农杆菌Agrobacterium tumefaciens介导法,将其分别转入台湾圣女番茄品种。结果显示,利用黄萎病菌毒素浸泡番茄离体枝条,处理24h,空载转基因对照和非转基因再生植株枝条全部萎蔫,而LjAMP1和LjAMP2转基因番茄T0代枝条未出现萎蔫的株系比率分别为11.11%和6.25%;用离体叶片接种菌块,分别对T0代抗或耐黄萎病菌毒素的T1代株系接种早疫病菌,接种10天,空载转基因对照和非转基因再生植株的病情指数达到100,而LjAMP1和LjAMP2转基因番茄病情指数最低的株系分别为17.5和10.0,表明转基因番茄能同时提高对黄萎病菌毒素和早疫病的抗性;进而用叶盘法检测转基因植株对番茄青枯病菌的抑制作用,结果显示对真菌病害抗性强的转基因植株叶片对青枯病菌的抑菌圈更大。转基因番茄抗病鉴定结果表明,来自益母草种子的LjAMP1和LjAMP2基因对植物病害具有广谱抗性。     

欧美杨细菌性溃疡病菌双组份系统反应调节基因LqRR2的功能研究

由Lonsdalea quercina subsp.populi引起的欧美杨溃疡病于2006年在国内首次发现,不同于其它病原菌造成的杨树溃疡病,该病害对欧美杨速生林的生长造成毁灭性破坏,已造成了严重的经济损失,该病原菌的致病分子机制尚不清楚。双组分系统是细菌重要的信号传递通路,在细菌的生长繁殖、逆境胁迫应答、环境适应以及病原菌致病过程中发挥重要作用。开展双组份系统研究将有助于解析欧美杨细菌性溃疡病菌的致病机制。本研究鉴定了欧美杨细菌性溃疡病菌L.quercina双组份孤儿反应调节基因LqRR2,并对其生物学功能进行了研究。通过同源重组获得了LqRR2基因的缺失突变体△LqRR2。表型测定结果显示,与野生型菌株相比,突变体△LqRR2在半固体培养基上的游动能力显著减弱,对欧美杨‘107杨’枝干的毒性也显著降低。但是,突变体的生长速率、生物膜形成能力以及胞外多糖产量较野生型无显著差别。此外,荧光定量PCR分析结果显示,游动性相关基因flg B、flg C和flg E的表达量在突变体中明显降低。综上所述,双组份调节蛋白编码基因LqRR2是欧美杨细菌性溃疡病菌L.quercina维持病原菌游动性和全毒性所必需的。     

胶孢炭疽菌致病相关基因Plv2功能分析

胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)引起的橡胶树炭疽病是橡胶树三大叶部病害之一,严重威胁着橡胶树的生长。本研究从构建的胶孢炭疽菌RC178 T-DNA突变体库中筛选获得一株致病力明显减弱的突变菌株T1103,其T-DNA为单拷贝。采用TAIL-PCR克隆了该突变体T-DNA插入位点的侧翼序列,通过比对胶孢炭疽菌全基因组序列,发现该TDNA插入位点所在的序列包含一个5 400 bp的基因,将其命名为Plv2。Plv2基因包含3个外显子,编码一个假定的甾醇C-24甲基转移酶。敲除野生型菌株RC178中的Plv2,发现敲除突变体与T1103的致病力表现基本一致,由此推测Plv2基因为致病相关基因。     

大豆RSC4抗病候选基因Glyma.14G204700的克隆及其生物信息学分析

为明确大豆抗大豆花叶病毒（soybean mosaic virus,SMV）SC4株系的基因位点R_SC4（resistance to SMV strain SC4,R_SC4）的候选基因Glyma.14G204700在大豆不同抗性品种中的序列结构特征和保守结构域,以齐黄1号、科丰1号、大白麻和南农1138-2共4个大豆品种为材料,通过基因克隆获得大豆Glyma.14G204700基因的cDNA全长序列,并采用生物信息学方法分析其序列特征和编码蛋白的理化特性及结构特征。结果表明,大豆Glyma.14G204700基因在4个大豆品种中的cDNA全长为4 719~4 776 bp,编码1 295~1 307个氨基酸,预测蛋白的分子量为148.38~149.33 kD,等电点为5.53~5.61,均为具较强亲水性的非分泌蛋白。Glyma.14G204700蛋白含有植物抗病基因家族蛋白的保守功能域——核苷酸结合域和富含亮氨酸重复结构域。该蛋白的二级结构主要由α-螺旋、无规则卷曲、延伸链和β-折叠组成,所占比例分别为59.45%~61.08%、28.65%~30.15%、8.11%~8.88%和1.61%~2.16%。启动子序列分析发现该基因含有脱落酸、低温及干旱等多种逆境胁迫响应元件。表明大豆R_SC4抗病候选基因Glyma.14G204700在大豆不同抗性品种中具有不同的等位变异,优异等位变异的鉴定和开发可为抗SMV大豆育种提供基础材料。     

球孢白僵菌定殖提高番茄对灰霉病抗性及其作用机理

为明确球孢白僵菌Beauveria bassiana定殖对番茄植株抗病性的影响及作用机理,采用灌根法将球孢白僵菌芽生孢子悬浮液接种于番茄植株内,并通过人工接种灰霉菌Botrytis cinerea评价球孢白僵菌定殖后番茄对灰霉病的抗性水平;检测灰霉菌胁迫下番茄植株不同位置叶片内球孢白僵菌的相对含量;测定番茄叶片内草酸氧化酶（oxalate oxidase,OXO）、几丁质酶（chitinase,CHI）和ATP合成酶（ATP synthase,atpA）3种抗病相关基因的表达量。结果表明,球孢白僵菌定殖能够提高番茄植株对灰霉病的抗性,接种灰霉菌第5天,番茄植株发病率、病斑直径和病情指数分别下降了61.6%、41.4%和26.4%;在灰霉菌胁迫下番茄植株内球孢白僵菌偏好于在病原菌感染位置定向聚集,并且引起植物抗病基因OXO、CHI和atpA的表达量上调。表明球孢白僵菌能通过内生定殖与植物互作提高植物抗病性,在植物病害生物防治领域有较大应用潜力。     

cryIA(b)基因及其介导的抗性在转基因水稻中的遗传

研究了cryLA(b)基因及其介导的抗虫性在转基因水稻自交或回交后代中的遗传规律和遗传稳定性。结果表明：cryLA(b)基因及其连锁的bar基因作为一个显性遗传位点遵循孟德尔遗传分离规律；在T1代群体中遵循3：1的分离规律，T2代稳定纯合；在BC11～BC4代群体中遵循1：1的分离规律，BC群体自交的BCF9群体中遵循3：1分离规律。cryLA(b)基因及其介导抗性已稳定地遗传至T7代和BC4代。室内及田间抗虫性鉴定显示，不同世代的转基因植株均保持稳定的高度抗虫性。     

MfSre1基因参与调控桃褐腐病菌对外源渗透的胁迫和对DCFs杀菌剂敏感性

 美澳型核果链核盘菌(Monilinia fructicola)引起的褐腐病是严重威胁桃生产的重要真菌性病害。为揭示该病原菌的抗药性机制和发掘新的药剂靶标,本研究利用同源重组分割标记法对MfSre1基因进行了敲除,并研究了该基因的生物学功能。与亲本甾醇14-α-脱甲基化酶抑制剂(DMI)抗性菌株Bmpc7相比,敲除转化子的菌落形态、菌丝生长速率、产孢能力和致病力没有显著变化(P>0.5),对DMIs杀菌剂的敏感性、过氧化氢和高浓度甘油渗透胁迫也没有显著性区别。但对金属离子、糖类、细胞壁/细胞膜破坏剂的敏感性明显降低,对二甲酰亚胺类杀菌剂(DCFs)的抗性水平显著上升。这些结果表明,MfSre1参与调控对部分外源渗透的胁迫和对DCFs杀菌剂的敏感性。     

番茄SlAGO1的表达分析及其抗番茄黄化曲叶病毒(TYLCV)功能研究

 本研究运用 MEGA 7.0 进行多序列比对并构建系统进化树,利用实时荧光定量 PCR(qRT-PCR)分析SlAGO1在番茄组织中的表达水平及接种TYLCV后的防御响应;通过沉默番茄八氢番茄红素脱氢酶基因SlPDS,建立‘矮番茄'沉默体系,采用 qRT-PCR 分析SlAGO1在沉默后对TYLCV表达的影响。系统进化树结果显示SlAGO1a/b(SlAGO1)氨基酸序列同源性极高,暗示其为同一个基因在染色体上的多个拷贝;qRT-PCR分析表明,SlAGO1在花、叶中显著表达,且受TYLCV的诱导表达;VIGS沉默SlAGO1后接种TYLCV侵染性克隆,植株表现出明显的病毒症状,qRT-PCR分析显示病毒含量显著高于对照,表明SlAGO1在番茄植株抗病毒中发挥重要作用。研究结果可为番茄抗病毒机制研究及番茄抗病毒育种奠定基础。     

假禾谷镰孢菌细胞自噬相关基因的鉴定与表达分析

细胞自噬是真核生物中一类包含多种进化保守的Atgs蛋白参与的蛋白质降解途径,该途径也参与多种植物病原真菌的产孢、孢子萌发和致病性过程。本研究利用模式物种已知的Atgs,通过生物信息学分析在假禾谷镰孢菌中鉴定到29个Atgs,分属29种不同蛋白类型。细胞自噬核心调控机制相关蛋白Atg1、Atg6、Atg8和Atg9的氨基酸序列系统进化分析结果显示,Atgs在丝状真菌间非常保守,符合物种进化的特点。通过假禾谷镰孢菌跟亲和与非亲和寄主转录组数据分析发现,与菌丝阶段相比26个Fp Atgs在侵染阶段的表达发生改变,其中Fp Atg1、2、3、4、5、7、8、9、13、22、23、28和Fp Vps34在侵染初期和中后期均诱导表达;Fp Atg6、14、17、20、24、29和Fp Vps15在侵染初期和中后期表达量均降低;Fp Atg10、11除在非亲和互作中后期表达量略有上调,其余阶段均显著下调表达;Fp Atg15、16在亲和互作初期诱导表达,其余阶段均下调表达;Fp Atg26、27在亲和互作初期下调表达,中后期诱导表达,而在非亲和互作初期表达量升高,到中后期下调表达。推测细胞自噬参与调控假禾谷镰孢菌的侵染过程。     

源于柔软滨麦草抗小麦条锈病基因YrElm的遗传分析与SSR标记

 M852-1是由柔软滨麦草和普通小麦7182经杂交和回交培育的易位系。苗期抗病性鉴定结果表明,M852-1对CYR29、CYR31、CYR32、CYR33、Su11-4、Su11-7和V26等7个中国小麦条锈菌主要生理小种或新的致病类型均表现免疫至高抗,是一个较好的抗条锈资源材料。用条锈菌流行小种CYR33对M852-1与铭贤169杂交F₁、F₂、F₃和BC₁代进行抗性鉴定与遗传分析,发现M852-1对CYR33的抗条锈性由1对隐性基因控制,暂定名为YrElm。以F₂代分离群体构建作图群体,利用集群分离分析法,筛选到与YrElm连锁的5个SSR标记:Xcfd35、Xgwm161、Xwmc630、Xgwm533和Xcfd34,并将YrElm定位于小麦染色体3DS上。YrElm两侧最近2个SSR标记Xcfd35与Xgwm161的遗传距离分别为6.5 cM和4.2 cM。抗锈性鉴定、系谱分析以及分子标记检测结果表明,该抗病基因来源于柔软滨麦草。综合基因来源、分子检测及染色体位点等方面的分析,认为YrElm可能是一个新的抗条锈病基因。用该基因两侧最近两个标记Xcfd35和Xgwm161 检测68个甘肃和黄淮麦区小麦品种(系),10个(14.7%)品种能扩增出与M852-1相同的条带。进一步进行抗病性及系谱分析表明,这10个品种均不含YrElm。本研究结果为利用YrElm进行分子标记辅助育种和进一步的精细定位奠定了基础。