普通菜豆镰孢菌枯萎病抗病相关基因PvCaM1的克隆及表达分析

钙调素蛋白(calmodulin,CaM)作为植物细胞内介导多种功能的Ca²⁺结合蛋白,在调节植物的生长发育和抗病性方面具有重要作用。利用普通菜豆(Phaseolus vulgaris L.)表达序列标签(EST)克隆了含有编码普通菜豆CaM基因的cDNA序列。序列分析表明,cDNA片段长713 bp,命名为PvCaM1,具有一个453 bp的开放阅读框(ORF),GenBank登录号为JN418801,该基因编码150个氨基酸,预测蛋白质分子质量为17.16 kD。蛋白质结构分析表明,PvCaM1蛋白含有4个Ca²⁺结合结构域(EF-hand)。同源分析结果显示,PvCaM1基因与百脉根、西瓜的CaM基因亲缘关系最近,分别达到77%和76%。荧光定量PCR分析表明,PvCaM1基因受尖孢镰孢菌菜豆专化型FOP-DM01菌株诱导表达,接种病原菌96 h,抗病品种260205根中PvCaM1基因的表达量达到最高,而感病品种BRB-130达到最低,260205叶中PvCaM1基因的表达量均高于BRB-130,而且叶中的表达量高于根和茎中的表达量。PvCaM1基因表达量也受外源植物激素脱落酸、茉莉酸甲酯和乙烯利诱导上调,在根、茎、叶中均有不同程度的表达。本研究表明PvCaM1基因可能通过脱落酸、茉莉酸和乙烯等信号途径参与菜豆对FOP-DM01菌株的防御反应,推测菜豆PvCaM1基因与镰孢菌枯萎病的抗病性有一定关联。     

镰孢菌属实时荧光定量PCR检测方法的建立及应用

为了建立一种快速检测镰孢菌属的方法。根据Fusarium翻译延伸因子(TEF-1α)基因序列,设计并筛选其特异性引物F8-1/F8-2,能从靶标基因组DNA中特异性扩增出大小为187 bp的目的片段,建立Fusarium荧光定量PCR(RT-PCR)检测体系的灵敏度比常规PCR高104倍,且特异性良好。利用该反应体系检测不同湿度环境下病残体和土壤病残体DNA含量的动态变化。结果表明:病残体及土壤病残体DNA初始拷贝数分别为6. 90×10~(11),1. 06×10~(12)拷贝数/g,经过温度27℃、80%湿度下处理30 d病残体DNA含量下降至5. 55×10~8和0拷贝数/g,而在温度27℃、20%湿度下含量分别为8. 04×10~9,1. 30×10~9拷贝数/g。因此,建立的Fusarium实时荧光定量PCR检测体系具有特异性强、灵敏度高的特点,可以快速准确地定量检测病残体DNA的含量,为瓜类根腐病的早期预防和流行监测提供了有效的技术手段。     

普通菜豆中烟草水杨酸结合蛋白2同源基因的鉴定及表达特征分析

水杨酸(salicylic acid, SA)能够诱导植物产生系统抗病性反应, 而水杨酸结合蛋白2 (salicylic acid binding protein 2, SABP2)是植物细胞内调控水杨酸水平的重要酯酶。本研究利用生物信息学方法在普通菜豆中搜索到7个烟草水杨酸结合蛋白2的同源基因, 命名为PvMES1~PvMES7。分别在2个菜豆感病品种(白刀豆和BRB130)和2个抗病品种(黑芸豆和260205)中接种尖镰孢菌FOP-DM01菌株(Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli isolate, FOP-DM01)后, 检测寄主根组织中水解水杨酰甲酯(methyl salicylate, MeSA)活性和游离SA含量的变化, 并利用荧光定量PCR技术分析7个PvMES基因表达量变化。结果表明, PvMES1、PvMES3、PvMES4、PvMES5和PvMES6的转录表达受FOP-DM01菌株诱导均呈现不同程度的升高, 其中黑芸豆中PvMES5基因和260205中PvMES1基因表达量变化最显著, 接种3 d后分别升高至0 d表达量的7.6倍和5.6倍。此外, 黑芸豆和260205根中水杨酰甲酯酯酶(methyl salicylate esterase, MES)活性显著提升, 游离SA含量也相应升高, 激活寄主内SA介导的相关防御反应。本研究结果可以为普通菜豆镰孢菌枯萎病抗病分子育种和抗病机理研究提供理论基础。     

荧光定量PCR技术研究进展及其在植物遗传育种中的应用

荧光定量PCR（Fluorescence in Quantitatire PCR，FQPCR）技术是20世纪90年代发展起来的一种新的核酸定量技术，具有高准确性、高特异性等特点，在生物科学和医学研究中发挥着极大的作用。本文综述了荧光定量PCR技术的原理、荧光探针类型及其在植物遗传育种中应用。     

三七根腐病菌尖孢镰刀菌的Real-time PCR检测方法

为了建立一种准确、快速检测三七根腐病病原真菌尖孢镰刀菌的实时荧光定量PCR方法,基于尖孢镰刀菌脂肪酸ω-羟化酶基因设计了实时荧光定量PCR的特异性引物对Fo-QF和Fo-QR,制备了该基因的重组质粒标准品,建立了尖孢镰刀菌的SYBR GreenⅠ荧光定量PCR检测方法。从三七种植区采集到14个具有根腐病、黑斑病典型症状的三七病株及三七种植土壤样品,并提取了这些样品的总DNA,运用本研究建立的荧光定量PCR方法进行了检测。结果显示,本研究建立的实时荧光定量PCR检测方法特异性强,脂肪酸ω-羟化酶基因只以尖孢镰刀菌DNA为模板扩增出特异的PCR产物。此外,该方法灵敏度高,检测模板浓度可低至0. 35 pg/μL。构建的荧光定量PCR标准曲线Ct值与模板浓度呈良好的线性关系,熔解曲线的吸收峰单一,扩增效率好。利用该定量检测体系,能从几种不同的三七病株中快速检测出携带尖孢镰刀菌的根腐病病株,从而达到准确诊断的目的。本方法不仅能明确三七种植土壤以及三七病株中尖孢镰刀菌数量的动态变化,并且可以为三七土壤处理、根腐病的早期诊断和动态监测以及带病三七种子、种苗的快速分子检测提供技术支持。     

尖孢镰刀菌古巴专化型FocGDSL1基因功能分析

在尖孢镰刀菌古巴专化型4号小种基因组中鉴定到一个编码GDSL家族脂肪酶的基因FocGDSL1。序列分析发现该蛋白在镰刀菌属中及其保守。为了研究FocGDSL1的功能和其对尖孢镰刀菌致病力的影响,首先利用同源重组原理构建了该基因的敲除突变体菌株,并进一步对其表型进行了分析。结果发现,FocGDSL1的缺失不影响尖孢镰刀菌的营养生长及其对抑菌药物的抗性;但是FocGDSL1突变株中色素的合成明显减少。与此同时,FocGDSL1突变株对香蕉植株的致病力显著下降。这些结果表明FocGDSL1虽然不是控制尖孢镰刀菌菌丝生长的关键基因,但是FocGDSL1是尖孢镰刀菌重要的致病力因子,可能是尖孢镰刀菌在侵染的前期,分泌FocGDSL1来降解宿主细胞壁和细胞膜,进而使病原菌在宿主体内定殖。     

尖孢镰刀菌亚麻专化型Folcdc15基因参与调控分生孢子发生和菌丝生长

通过对尖孢镰刀菌亚麻专化型Folcdc15基因敲除及敲除突变体互补试验,探究该基因在尖孢镰刀菌亚麻专化型中的功能。对Folcdc15基因进行DNA测序后,使用Split-Marker技术,构建含有潮霉素抗性基因(hph)缺失盒。通过PEG介导法转入野生型原生质体,在含有潮霉素的选择培养基上进行转化子筛选,通过PCR正负筛选确定敲除突变体。利用pZWH1载体构建含有Folcdc15的互补载体pZLY1,将其转入敲除突变体中进行互补测验。与野生型hm相比,敲除突变体ko1菌落生长速率下降了73%,菌丝形态发生了显著改变,菌丝变短且分叉变多,分生孢子隔膜数量增多长度增加,分生孢子数量显著减少。亚麻侵染试验表明,ko1的致病力显著降低。通过互补测验发现,回复突变株ca1恢复了Folcdc15基因缺失带来的分生孢子产量及形态、菌落生长和形态及致病力的缺陷。Folcdc15参与调控尖孢镰刀菌亚麻专化型的分生孢子发生及菌丝生长。     

梨茎尖中PpKO基因表达量的实时荧光定量PCR分析

以黄金梨不同发育时间的新梢茎尖为试材,应用实时荧光定量PCR技术,对18S rRNA、Actin、GAPDH和S19这4个常用内参基因在梨茎尖组织中的表达稳定性进行了评估。GeNorm软件分析显示,它们表达稳定度的平均值(M)依次是0.365,0.392,0.457和0.517,即表达稳定性从高到低的排序是:Actin18S rRNAGADPHS19。选择Actin作为校正内参基因,对处于不同发育时期的新梢茎尖组织中贝壳杉烯氧化酶基因PpKO的表达量进行研究,发现该基因在新梢生长过程中出现2次表达高峰,基本与春梢、秋梢的快速生长期吻合,且秋梢中的表达量远高于春梢。     

棉花枯萎病菌生理小种的分子指纹分析

以我国棉花枯萎菌３个生理小种的２６个代表菌株及国外３ 个不同生理小种菌株进行随机扩增多态性ＤＮＡ（ＲＡＰＤ）分析，共产生了１４０个ＲＡＰＤ分子标记，其中８７８％ 具有多态性。通过聚类分析将供试菌株划分为６个ＲＡＰＤ组，确定了不同小种间的亲缘关系，为确立我国棉花枯萎菌生理小种在国际上的分类地位提供了可靠的分子证据。     

香蕉枯萎病菌fga1基因克隆及其多样性研究

尖孢镰刀菌古巴专化型(Fusarium oxysporum f.sp.cubense)是引起香蕉枯萎病的病原菌,其中1号生理小种(Foc1)侵染粉蕉品种,而4号生理小种(Foc4)则危害粉蕉和香牙蕉品种。为探讨Foc1和Foc4致病性差异的遗传基础,本文根据已经公布的番茄枯萎病菌(Fusarium oxysporum f.sp.radicis-lycopersici)基因组序列,利用同源克隆的方法,分离到一个重要的致病基因——fga1,比较了不同区域Foc1和Foc4fga1基因cDNA和gDNA序列的差异。结果表明Foc1中fga1基因保守性很强,含有3个内含子和4个外显子,蛋白产物含353个氨基酸;所研究材料中Foc4fga1基因80%都有2个转录本,小转录本与Foc1fga1一致,而大转录本第三个内含子由于可变性剪切使得其成为外显子,预测编码一个372个氨基酸的多肽;来自海南三亚的Foc1和Foc4的fga1基因gDNA和cDNA长度分别为1286bp和1092bp,相似性均为100%。     

一步双重PCR检测香蕉枯萎病菌

摘要：通过设计尖孢镰刀菌ITS区特异引物PR1/PR2和SCAR特异引物ST1/ST2,优化检测体系中反应参数,建立了双重PCR检测香蕉枯萎病菌1号生理小种和4号生理小种的方法。结果表明：引物PR1/PR2和ST1/ST2能明确鉴别香蕉枯萎病菌1号生理小种和4号生理小种,检测体系的最佳退火温度为56 ℃,检测灵敏度的最低起始DNA为20 ng。     

香蕉枯萎病菌4号小种致病力分化的初步研究

自2003年6月至2010年1月,我们通过采集或交流的方式共得到海南、广东、福建、云南和广西等省区的35个市县的56个Fusarium oxysporum f.sp. cubense Race 4菌株,并通过盆栽伤根淋灌法接种巴西蕉苗,系统性地评价了56个Race 4菌株的致病力。实验结果表明：供试的56个Race 4菌株表现出了很明显的致病力分化,其中,强致病力的菌株有29个、中致病力的有9个、弱致病力的有18个,分别占供试菌株的51.79%、16.07%、32.14%。     

PEG介导的棉花枯萎病菌原生质体转化体系的建立

 通过酶解尖孢镰刀菌萎蔫专化型（Fusarium oxysporum f. sp. vasinfectum）FOV1和FOV4菌株幼嫩菌丝的细胞壁产生原生质体,PEG8000介导外源DNA随机插入的方法,分别获得具有抗潮霉素及荧光信号的转化子27个和39个,转化效率（以单位质量的DNA的转化子数计）分别为1350 mg^-1和1950 mg^-1。选取FOV1和FOV4菌株的代表性转化子各3株,经过5代继代培养后,其产孢量、荧光稳定性和致病性均无明显变化。因此,可以认为棉花枯萎菌原生质体的这种转化方法是一种比较稳定高效的遗传转化体系。     

香蕉枯萎病诱导抗性研究

以防御酶为指标,研究香蕉枯萎病的诱导抗性,以期开发香蕉枯萎病的生防制剂。分别接种串珠镰刀菌、饱和石灰水、无菌水处理组培香蕉苗,7天后接种尖孢镰刀菌,测定过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性。结果表明：串珠镰刀菌和饱和石灰水对香蕉枯萎病株POD酶有一定影响,但在3~6 min均未达到5%的显著水平;25℃反应15 min,串珠镰刀菌处理SOD的活力（22.967）高于石灰水（18.171）和无菌水（14.322）;2种处理CAT酶的活力曲线略高于对照,但处理间的差异不明显。说明串珠镰刀菌、饱和石灰水能在一定程度上诱导抗性的产生。研究旨在为香蕉枯萎病诱导抗性提供一定的理论依据。     

一步双重PCR检测香蕉枯萎病菌生理小种

通过设计特异引物PR1/PR2和ST1/ST2分别扩增出香蕉枯萎病菌1号和4号生理小种的DNA特异片段,优化检测体系的反应参数,建立了香蕉枯萎病菌生理小种双重PCR检测方法,检测体系的最佳退火温度为56℃,检测灵敏度的最低起始DNA为200pg。应用结果表明该体系有较高的准确性和稳定性,在1次PCR扩增中引物PR1/PR2和ST1/ST2能同时检测香蕉枯萎病菌1号和4号生理小种。     

胡麻枯萎病生防放线菌的抗菌活性研究

为了筛选对胡麻枯萎病有较好抗性的放线菌,试验对胡麻根围土壤进行了筛选,最终得到1株对胡麻枯萎病病原菌尖孢镰刀菌有较强拮抗作用的放线菌GS2-1.分别测定了它对不同地区分离得到的151株尖孢镰刀菌的抗性,发酵液对孢子和菌丝的抑制作用,研究了其最佳发酵条件,并对发酵液中的抑菌活性物质进行了初步提取和生物活性测定,最后对其在...     

西瓜枯萎病菌遗传分化研究

本试验利用21个RAPD随机引物对50个西瓜枯萎病菌系进行了RAPD扩增,研究了病菌遗传多样性。结果表明,对供试菌系扩增出134条带,其中多态性带113条,占总带数的84.3%。菌系间的遗传相似系数变化在0.45~0.93之间,多数菌系间的同源程度较低。基于RAPD标记聚类分析表明,50个菌系划分为6个RAPD群(RAPDgroups,简称RGs),即RGⅠ,RGⅡ,RGⅢ,RGⅣ,RGⅤ和RGⅥ。其中RGⅠ和RGⅡ各含有一个菌系,分别来自秦皇岛和新疆;RGⅢ和RGⅤ包括2个菌系,分别来自秦皇岛、承德和廊坊、沧州;RGⅣ包括唐山、石家庄、邯郸和新疆菌系;其余的菌系属于RGⅥ。分类结果进一步说明西瓜枯萎病菌间存在着较大的遗传分化。