TaRanGAP2在小麦抵抗叶锈菌侵染中的作用

为研究TaRanGAP2在小麦抵抗叶锈菌侵染的HR诱发中的作用,阐明小麦抗叶锈病分子机制,为小麦抗叶锈病育种给予分子水平的指导.以小麦近等基因系TcLr26及其轮回亲本Tc分别与叶锈菌生理小种260组成不亲和组合(TcLr26×260)及亲和组合(Tc×260),生物信息学分析发现,TaRanGAP2的CDS全长为16...     

TaCDPK2基因在小麦与叶锈菌互作过程中的表达分析

在本实验室前期构建的非亲和互作的SSH文库基础上,从叶锈菌侵染的小麦叶片中发现在接种后8 h表现高表达量的CDPK2-EST。CDPKs即钙离子依赖蛋白激酶,是植物细胞应对各种生物和非生物胁迫过程中承接Ca2+流变化的重要因素。为进一步研究CDPK2在小麦与叶锈菌互作过程中的表达特性,采用RT-PCR和Western-Blotting技术分别在mRNA水平和蛋白质水平对小麦受叶锈菌侵染后不同亲和性组合中CDPK2的表达谱进行了检测。结果表明,小麦CDPK2基因受叶锈菌侵染诱导,不亲和组合在接种后4 h无论在mRNA水平还是蛋白质水平该基因均表现上调表达,而转录水平的表达量在接种后16 h降至对照水平;而在蛋白水平其表达量在接种16 h达到最大,之后又恢复至对照水平。亲和组合中该基因在接种后8 h在mRNA水平略有表达,在蛋白水平其表达量在接种后8 h和16 h有上调表达但其表达量低于不亲和组合,之后又趋于对照水平。这一结果表明,小麦CDPK2基因参与了小麦与叶锈菌的互作过程,并在该过程中对提高小麦抗叶锈能力有一定作用。这一结果为深入探讨小麦CDPK2基因在小麦抵抗叶锈菌侵染中的作用及作用机制奠定了基础。     

山西省不同生态区小麦叶锈菌毒性研究

利用已知抗叶锈病基因的小麦近等基因系 (或单基因系 )作鉴别寄主 ,监测来自山西省 3个不同小麦生态区 11个县 (市 )的 92份叶锈标样。在发现的 2 7个致病类型 (毒性基因组合 )中 ,TRK ,TRT ,PHT ,THT出现频率分别为 19 6% ,9 8% ,6 5 % ,6 5 % ,为优势致病类型。对叶锈菌群体毒性基因频率分析结果表明 ,毒性基因V19,V2 4 ,V38的出现频率较低 ,分别为5 4 % ,16 5 %和 0 ,其对应的抗性基因可视为山西省小麦叶锈菌的有效抗病基因     

小麦与叶锈菌互作前后基因组甲基化模式分析

首次使用甲基化敏感扩增多态性(MSAP)技术分析两种小麦材料近等基凶系TcLrl9及其感病亲本Thatcher 的甲基化水平,同时比较了苗期接种叶锈菌生理品种THlTr前后基因组DNA胞嘧啶甲基化模式.60对选扩引物对接种前后的小麦DNA进行全基因组筛选,共得到3 554个片段.其中998个片段是两种甲基化模式中的一种,小麦近等基因系TcLr19及其感病亲本Thatcher的甲基化水平约为28.1%.在所有的引物中,并没有直接分离得到接菌前后的甲基化模式的差异.结果初步表明,叶锈菌可能并没有诱导植物基因组DNA胞嘧啶位点的甲基化模式变化.     

钙与叶锈菌侵染诱导小麦防卫反应的关系

采用活体注射法将不同浓度的钙信使阻断及激活药物注入小麦叶片,其中阻断药物注射后立即接种叶锈菌,研究了钙信使与小麦受叶锈菌侵染诱导的防卫反应的关系。结果表明,用Ca2 螯合剂EGTA除去或降低胞外Ca2 浓度,用Ca2 通道阻断剂Verapamil或La3 阻断胞外Ca2 进入胞质,都能部分地抑制叶锈菌诱导的防卫反应,即PAL,POD的活性升高和过敏性反应(HR)的发生。抑制程度随药物浓度升高而增高。注射Ca2 载体A23187能部分模拟叶锈菌侵染诱导的这3种防卫反应。说明叶锈菌侵染诱导的PAL,POD活性升高和HR的发生,需要胞外Ca2 进入胞内,Ca2 参与了叶锈菌侵染激活防卫反应的信号转导过程。     

山西省小麦品种与不同生态区叶锈菌相互作用的研究

1991年在河北农业大学温室用1989年从山西省南部中熟冬麦区、中部晚熟冬麦区、北部春麦区的13个县(市)的不同生态区采集的181个叶锈菌菌株与山西省的33个生产品种、后备品种及亲本材料研究二者之间的相互作用.结果表明,不同生态区叶锈菌群体具有不同的毒性.例如丰抗13在各生态区表现的抗、感反应不一致,即使在表现抗病的地区,其抗性也不一致.     

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...     

胞内钙库对小麦叶锈菌侵染之过敏反应的影响

使用影响胞内Ca²⁺库和钙通道的药物预注射小麦叶片,观察其对小麦受叶锈菌侵染诱发的过敏反应(HR)的影响。结果表明,对小麦叶片预注射不同浓度的胞内Ca²⁺螯合剂(BAPTA-AM)后接种叶锈菌小种260,随着注射药物浓度的增高,寄主细胞发生HR的面积逐渐减小。而注射胞内Ca²⁺激活剂(caffiene)后接种,HR的面积有所增加。进一步用胞内Ca²⁺通道抑制剂(herapin、RR和8-Br-cADPR)预处理,结果herapin对HR的影响呈浓度依赖型,而RR和8-Br-cADPR对HR没有明显作用。据此提出,胞内Ca²⁺可能参与小麦抵抗叶锈菌侵染过程中钙信号的形成,且这一过程主要通过IP₃途径完成。     

小麦条锈菌看家基因SNP引物的开发及多态性位点研究

利用NCBI数据库进行小麦条锈菌看家基因SNP引物开发,从NCBI搜索到15个基因的序列,利用Primer Premier 5.0软件设计了22对引物,利用其进行条锈菌DNA的PCR扩增、测序,并与标准序列比对,从而筛选出SNP引物。在候选基因中,柠檬酸盐合酶(Cs)、热休克蛋白hsp90(Hsp)、泛素活化酶E1(Uba)及泛素结合酶E2(Ubc)4个基因的5对SNP引物表现多态性,能检测到条锈菌SNP位点依次为4、6~7、4和7个,均为系统发生信息位点,并摸索出优化的PCR反应体系及条件。利用开发的引物研究条锈菌群体结构,可揭示病原菌起源、进化、传播,为病害治理提供依据。     

光周期基因在我国小麦品种中的多态性分布

为了明确光周期基因显隐性组成在我国小麦品种中的分布情况,利用小麦光周期基因Ppd-A1、Ppd-B1和Ppd-D1的STS分子标记,对我国180份小麦品种进行分子标记检测。结果显示,所有供试材料在B1位点均检测为隐性Ppd-B1b。在A1位点,仅有扬麦11品种检测为显性Ppd-A1a(0.6%),其余检测材料均为隐性Ppd-A1b;在D1位点,有5份材料检测为隐性,其余175份材料检测均为显性Ppd-D1a(97.2%)。对所有材料进行基因型统计分析,发现我国品种主要存在Ppd-A1b/Ppd-B1b/Ppd-D1b、Ppd-A1b/Ppd-B1b/Ppd-D1a和Ppd-A1a/Ppd-B1b/Ppd-D1a几种基因型。研究结果表明,我国小麦品种的光周期不敏感特性主要是Ppd-D1位点的变异,在Ppd-A1、Ppd-B1位点的变异较少。     

不同培养载体及温度对小麦叶锈菌夏孢子萌发的影响

旨在探索小麦叶锈菌寄主体外萌发的适宜载体及温度,并为小麦叶锈菌的孢子萌发阶段RNA转录组分析提供优良的试验材料。采用高湿度黑暗培养法,以新鲜小麦叶锈菌致病类型FHJT的夏孢子为供试材料,测试不同载体对小麦叶锈菌夏孢子萌发特性的影响。在所测最适温度20℃下,以6种不同材料为培养载体,小麦叶锈菌夏孢子的芽管生长率和芽管生长长度均有显著差异,在无纺布上的夏孢子的芽管长度最长达到465．85μm,微孔滤膜上的夏孢子芽管伸长速度最快,而在这6种材料上夏孢子12 h的萌发率基本相同。微孔滤膜更利于萌发孢子的收集,因此,微孔滤膜是最适宜的萌发载体。     

叶锈菌诱导的小麦叶片cDNA文库的构建及其质量评价

由小麦叶锈菌(Puccinia triticina)引起的小麦叶锈病在世界各地产麦区均有发生,利用抗病品种是防治该病害最经济、安全、有效的方法.小麦抗叶锈基因Lr19是一个十分有效的抗叶锈基因,自1966年首次将该基因从长穗偃麦草转到普通小麦中,至今仍是一个应用潜力很大的抗病基因.本研究以小麦抗叶锈病近等基因系TcLr19和叶锈菌04-15-8①(生理小种类型THTS)为材料,构建叶锈病菌诱导的小麦叶片cDNA文库.研究结果表明文库的克隆数为4.1×106,插入片段大小在0.5～3.0kb,平均插入片段大小1.0 kb.因此该文库可用于基因克隆与分析,为研究小麦抗叶锈病相关基因提供条件.     

小麦条锈菌吸器的遗传分析

吸器（Haustorium）是条锈菌产生于小麦细胞内的唯一器官,为了研究小麦持久抗性品种中条锈菌吸器的遗传规律,选用小麦持久抗条锈品种Aquileja (AQ)、Libellula (LB)、咸农4号（XN）和感病品种铭贤169（MX）配制杂交组合MX×AQ、LB×XN和AQ×XN,组成亲本及杂交一代（F1）杂交二代（F2）和回交一代（BCp1、BCp2）6个世代,接种条锈菌后取样,测定单位菌丝面积内的吸器数目。结果表明：AQ和LB中条锈菌的吸器数目分别为44.2/mm2和23.74/mm2,两个品种对吸器均表现较强的抗性;XN中条锈菌吸器数目(89.83/mm2)与MX(102.02/mm2)无差异,未表现出明显的抗性。小麦持久抗性品种中条锈菌吸器的遗传为部分隐性,显性度为-0.47~-1.83;控制条锈菌吸器数目的基因大约有1~2个。尺度模型检验结果表明MX×AQ组合中条锈菌吸器的遗传符合加性模型,遗传力较高为68%,而LB×XN和AQ×XN经尺度检验分析不符合加性—显性模型,遗传力较低。     

小麦旗叶衰老过程中Rubisco周转初探

为了探讨叶片衰老过程中Rubisco的合成与降解的机理,在抽穗期对小麦进行了增施¹⁵N同位素标记的(NH₄)₂SO₄处理以延缓旗叶的衰老进程,同时对旗叶中Rubisco及Rubisco的组成成分LSU、SSU的含量及其相应的¹⁵N丰度进行了测定。结果表明,Rubisco及LSU、SSU等的含量均增加;且在小麦旗叶光合功能高值持续期,Rubisco及LSU、SSU等的丰度均处于较高水平,表明Rubisco仍处于动态的降解、合成这一周转过程中,仍有Rubisco的重新合成,但Rubisco同时也被不断地降解;而在光合功能低值期,Rubisco及LSU、SSU等的¹⁵N丰度均处于低水平,且基本无变化,表明此时无Rubisco的重新合成。另外土壤¹⁵N丰度的降低说明植株在生长发育后期仍有较强的从土壤中吸收氮素的能力。因此抽穗期施氮肥对小麦产量的提高有重要意义。     

西北农林科技大学在小麦条锈菌致病机制研究方面取得重要进展

<正>近日,西北农林科技大学植物保护学院植物免疫研究团队在双一流期刊、植物科学Top期刊《New Phytologist》(IF=7.299)发表了研究论文。效应蛋白作为一类重要的毒性因子,主要通过病原菌分泌到寄主体内,抑制寄主的防卫反应,从而引发寄主植物感病。小麦条锈菌(Pst)作为活体营养专性寄生真菌,毒性变异频繁,严重威胁我国乃至世界的小麦生产。然而,由于缺乏稳定转化体系且不能在培养基上培养,条锈菌效应蛋白的功能研究严重滞后,导致我们对病菌调控寄主免疫     

小麦锈菌AFLP分子标记技术体系的建立

以小麦条锈菌、杆锈菌、叶锈菌的夏孢子为材料,通过DNA提取、酶切、PCR扩增、凝胶电泳等系列程序摸索和优化,建立了锈菌的AFLP分子标记体系如下： 40μl酶切体系中采用了EcoRI、TrulI各5U,37℃3h,65℃3h双酶切4μl 100ng/μl的DNA; 然后加入10μl连接混合液22℃连接3h,16℃10h; 连接产物5μl,10μMEcoRI、10μMTru1I预扩引物各1.5μl,PCR反应液25μl,ddH2O 17μl进行预扩;预扩产物稀释20倍后取5μl,50ng/μl EcoRI、Tru1I选扩引物各1μl,PCR反应液10μl,ddH2O 3μl体系进行选择性扩增,为小麦锈病和其他真菌性病害的分子标记克隆及抗病育种的辅助选择提供了有力工具。     

小麦单基因系TcLr19抗叶锈防卫反应的表达与叶锈菌侵染进程关系的初步研究

试验采用小麦单基因系TcLr19,感病对照Thacher(Tc)及叶锈菌小种366和165,利用组织化学方法,对接种后不同时间点叶锈菌在亲和和不亲和寄主上的发育情况进行观察,并对表现不同侵染型的TcLr19-叶锈菌组合中的2种防御酶苯丙氨酸解氨酶(PAL)和过氧化物酶(PO)的活性变化及发生过敏性死亡(HR)的细胞面积进行测定.结果表明,伴随着叶锈菌的侵染,TcLr19接种叶锈菌小种366(侵染型为0;)后PAL的活性分别在24,72 h出现高峰,PO活性在48 h达到最高峰,发生HR的细胞面积从接种后24 h逐渐增加直至96 h达到高峰;而接种叶锈菌小种165(侵染型为1)后2种酶活性变化及HR的变化和接种366具有相同趋势,但是前者的酶活性峰值低于后者,且发生HR的面积在96 h之前一直也小于后者.小麦对叶锈菌的抗性表达程度与防卫反应的表达强度呈正相关关系.     

小麦条锈菌生理小种29号急骤上升

据中国农科院植保所麦病室报告,1985年发现的小麦条锈菌生理小种29号今年在四川、甘肃及陕西部分地区严重发生。29号小种致病性强,致病范围广,对以YR—9为主要抗源的“洛类”品种及其许多后代有较     

甘肃省小麦条锈菌流行小种的RAPD标记

本研究利用160条随机引物,对甘肃省小麦条锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici)8个主要流行生理小种进行了RAPD片段的筛选,最终找到了4个流行生理小种条中32号、条中33号、Hybrid46-8号、shui-4的特异性RAPD标记,分别为S301、S19、S39、S36和S2140。结果表明:通过寻找小麦条锈菌生理小种的特异性RAPD片段,能从分子水平准确、快速检测小麦条锈菌各生理小种。