植物病原细菌无毒基因（avr）研究进展

本文从以下几个方面评述了植物病原细菌无毒基因近年来最新的研究进展：ａｖｒ基因间的ＤＮＡ序列及同源性、ａｖｒＢｓ３基因家族，ａｖｒＤ基因、ａｖｒ与ｈｒｐ基因的关系及Ａｖｒ蛋白的种类和生化功能。     

疫霉菌无毒基因研究进展

病原菌的无毒基因与寄主植物的抗病基因之间的互作符合"基因对基因假说",产生的抗性是植物抗病性的重要形式。近几年,多个疫霉菌的无毒基因被快速克隆出来,使我们对疫霉菌的无毒基因有了较深入的认识。本研究介绍了植物的免疫系统与无毒基因和抗病基因之间的互作模式,详细阐述了已克隆的疫霉菌无毒基因的基本结构及其各部分的功能,结合无毒基因的序列多态性阐明了疫霉菌的毒性变异机制,并对疫霉菌无毒基因关键功能位点进行分析。     

水稻白叶枯病菌PXO99A无毒基因缺失突变的研究

对同源重组获得的水稻白叶枯病菌PXO99A菌株的无毒基因突变体PXO99△avr进行Southern杂交验证、突变序列分析和致病性测定.结果表明:该突变体缺失了5个无毒基因,同源重组发生在PXO99A全基因组中一个有5个无毒基因串联的位点上;与PXO99A相比,突变体在IRBB10等15个水稻品种上引致的病斑明显缩短,而在IRBB14、IRBB21和IRBB55上的病斑则变长;缺失的5个无毒基因的综合表现为毒性因子功能.推断:在缺失的基因中含有无毒基因avrXa14、avrXa21、avrxa13以及与抗病基因Xa3、Xa4、xa5、Xa10、Xa17亲和互作有关的毒性因子.     

稻瘟病菌无毒基因序列变异研究进展

稻瘟病是水稻生产上的重要病害,稻瘟病菌无毒基因与水稻抗病基因间符合基因对基因学说,当寄主的抗病基因产物直接或间接识别稻瘟病菌的无毒基因产物时,可激发寄主产生过敏性坏死反应。在病原菌的致病系统中,无毒基因不稳定,经常发生变异,无毒基因的变异导致其逃脱寄主抗病基因的识别,抗病品种丧失抗病性。因此,了解无毒基因的变异机制对于培育抗病品种是至关重要的。无毒基因的变异机制主要包括点突变、缺失、插入、复制、移码突变等。目前,无毒基因AVR1-CO39,PWL,AVR-Pita的变异机制报道较多,ACE1,Avr Piz-t,AVR-Pia,AVR-Pii,AVR-Pik/km/kp的变异机制报道较少。     

转无毒基因马铃薯抗晚疫病的研究

晚疫病菌(Phytophthora infestans)引起的马铃薯晚疫病是危害全球马铃薯生产的严重病害.通过基因工程方法把外源基因导入植物体内以增强抗病性被证明是一条行之有效的途径.应用植物基因工程技术将具有能激活植物自身防御系统的无毒基因与适合于植物背景、非专一性的病原物诱导启动子组合成嵌合基因构建到植物表达载体中.通过农杆菌或基因枪的介导转化植物,可筛选出高效广谱的抗真菌和细菌病害的转基因植株.本研究从病原细菌Pseudomonas syringae PV.tomato中获得的无毒基因avrD(0*93kb)和从病原真菌Phytophthora parasitica中获得的无毒基因Elicitin(0.294kb)分别与非专一性病原物诱导启动子Pill和BG组成含2个嵌合基因(Pill-avrD,BG-Elicitin)的植物表达载体pYH144和pYHEt.通过农杆菌LBA4404介导转化马铃薯,其中用pYH144载体转化2个品种(克新1号,2号),用pYHEt载体转化3个品种(Desiree,克新2号,4号),通过组织培养分别获得潮霉素(HygromycinB)标记的转基因马铃薯试管苗.将转基因试管苗扩繁,应用马铃薯脱毒微型种薯生产技术获得转无毒基因微型薯,在温室(15～25℃和湿度高)条件下,观察转无毒基因马铃薯植株中对晚疫病菌自然感染的抗性.1998年和1999年(每年的3-5月)的温室试验初步表明用avrD和elicitin基因分别转化的转无毒基因马铃薯植株都具有较明显的对晚疫病菌侵染的抗性,大部分转基因植株不表现或表现轻微的感病症状,对照植株(未转化)则表现明显的感病症状.转基因植株生长正常,且在感染后期(恢复期)生长良好.对照植株在恢复期生长弱和缓慢.在获得较多数量的转无毒基因马铃薯微型种薯的时候,将进行人工接种晚疫病菌和田间种植试验,从中筛选出抗真菌病和细菌病的转基因马铃薯株系.     

稻瘟病菌致病机制及无毒基因的研究进展

介绍了国内外近年来关于稻瘟病菌致病机制、有性世代、无毒基因分析，重要功能基因克隆以及稻瘟病菌产孢遗传规律的研究进展和成果。     

稻瘟病菌无毒基因的分子标记

 使用 RAPD对稻瘟病菌 631 5组合的 42个子囊孢子菌株及亲本菌株 94- 84c( MAT1 -1 ) ,95- 2 3- 4a( MAT1 - 2 )进行分析。通过对 1 2 0个引物及 2 80种引物组合进行筛选 ,发现 OPA-1 5,OPT- 4,OPT- 6,OPT- 8等 41个 ( 34.2 % )单引物及 OPA- 1 1 /OPT- 6,OPT- 2 0 /OPA- 2 0等 63种双引物组合 ( 2 2 .5% )能在 2个亲本菌株之间扩增出有多态性的带型 ,扩增片段的大小主要分布在 0 .5～ 3.5kb的范围内。 3个标记与一个无毒基因位点 Avr- Xiu连锁 ,其中 OPT- 686 0 与AVR- XIU的遗传距离为 1 .4c M,可作为染色体步行的起点。     

黑龙江省稻瘟病菌无毒基因的检测

为了探索黑龙江省稻瘟病菌无毒基因的分布情况,通过分子标记法对黑龙江省19个地区的204个稻瘟病菌的菌株进行PCR扩增,检测是否含有无毒基因Avr-pita、AVR-CO39、PWL2和PWL3。结果表明:各基因的出现频率差异较大,PWL2的出现频率较大,为52.94%,PWL3最低,出现频率为0,Avr-pita和AVRCO39的出现频率分别为39.22%和37.75%。黑龙江省稻瘟病菌的群体结构复杂,在不同地区甚至相同地区的菌株中无毒基因的存在情况都有明显的差异。     

湖南省稻瘟病菌无毒基因鉴定

【目的】了解湖南省稻瘟病菌无毒基因组成,为培育水稻新品种及合理布局抗稻瘟病品种提供参考依据。【方法】采用2014年分离自湖南桃江病圃丽江新团黑谷(LTH)上的120个稻瘟病菌单孢菌株室内离体针刺接种于24个已知抗瘟基因的水稻近等基因系(NILs)上,对供试菌株进行无毒基因鉴定。【结果】120个稻瘟病菌含有全部24个无毒基因,在24个无毒基因中,出现频率高于40.00%的有Avr-Pita和Avr-Pish;出现频率在30.00%~40.00%的无毒基因有Avr-Piz、Avr-Piz5、Avr-Pi3和Avr-Pi9;其余无毒基因出现频率均较低,特别是Avr-Piks、Avr-Pikp、Avr-Pib、Avr-Pi12和Avr-Pi11出现频率均低于10.00%。【结论】含抗性基因Pi-ta和Pi-sh的水稻品种可在湖南省推广利用;含抗性基因Pi-z、Pi-z5、 Pi-3和Pi-9的水稻品种在湖南推广时应慎重考虑;含抗性基因Pi-ks、Pi-kp、Pi-b、Pi-12和Pi-11的水稻品种不宜在湖南省推广利用。     

稻瘟病菌二个无毒基因的初步分析

 分析了2个稻瘟病田间采集菌株Y95-223和Y94-64的杂交后代的54个菌株对合系35号、楚粳3号及日本鉴别品种新2号、梅雨明、PiNo.4和K60共11个水稻品种致病性测定结果。结果表明:陆稻菌株Y94-64对合系35号、楚粳3号、PiNo.4分别持有2个无毒基因,对新2号、K60分别持有一个无毒基因;菌株Y95-223对梅雨明持有一个无毒基因,因为Y95-223对梅雨明不致病,Y94-64对它致病,而杂交后代非致病菌株与致病菌株比为1∶1．     

江西省稻瘟病菌的无毒基因分析

以30个水稻抗稻瘟病近等基因系或单基因系为材料,在水稻苗期接种,测定来自江西省水稻产区195个稻瘟病菌单孢菌株的致病性。结果表明,江西省稻瘟病菌群体含有29个与测试抗病基因相对应的无毒基因,但未检测到无毒基因Avr-a(2),其中60.00%菌株表现出强致病性。病菌群体对抗瘟基因Pi-zt,Pi-1(1),Pi-z5和Pi-k表现出较低的毒力频率,表明这些抗瘟基因在江西省可作抗源单独或聚会使用。2006-2008年江西省稻瘟病菌群体中分别出现了24,27,29个无毒基因,其中有24个无毒基因在各年份均有分布,Avr-a(1),Avr-a(2),Avr-i,Avr-ks(1),Avr-ks(2),Avr-ta,Avr-b,Avr-t,Avr-sh(2),Avr-km,Avr-ta(C),Avr-ta2,Avr-kp(C),Avr-b(C),Avr-3(1)和Avr-5(t)等16个无毒基因的出现频率均低于30%,提示在江西省内与之相对应的抗瘟基因在抗稻瘟病育种中应慎用。江西省稻瘟病菌单孢菌株无毒基因组合数目为0～18个,数字相对较小。     

南繁区稻瘟病菌无毒基因的检测

为明确南繁区稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)无毒基因的分布情况,对6个无毒基因(ACEI、Avr-Pia、Avr-Pik、Avr-Pita、Avr-Piz-t和PWL2)在南繁核心区和非核心区60个稻瘟病菌菌株中的分布情况进行PCR检测。结果发现,这6个无毒基因在核心区和非核心区的检出率分别为100.00%和96.67%、33.33%和0.00%、100.00%和100.00%、96.67%和90.00%、73.33%和100.00%以及100.00%和73.33%。该结果说明除了无毒基因Avr-Pia在南繁非核心区的稻瘟病菌中未检测到外,其余无毒基因在2个区域的稻瘟病菌中均存在,其中无毒基因Avr-Pik在2个区域的稻瘟病菌中分布率最高,均为100%,其他无毒基因在2个区域的稻瘟病菌中表现出一定的分布率差异。     

水稻黄单胞细菌的无毒基因

水稻黄单胞细菌白叶枯致病变种与水稻品种的互作关系符合基因一基因假说。病菌无毒基因(A)与寄主抗病基因(R)显性互作表现抗性反应。许多黄单胞细菌的无毒基因属于avrBs3／pth家族。已报道的avrxa5、avrXa7、avrXa10以及本实验室从水稻白叶枯病菌菌株JXOⅢ克隆的avrXa3均属于avrBs3／pth家族。最近的研究还发现，PR6菌株中有2个硫同化基因簇成员raxP和raxQ对决定avrXa21活性是必需的。笔在研究无毒基因avrXa3时，从JXOⅢ的基因组库克隆中发现一个与甘蓝黑腐黄单胞菌烯醇化酶一磷酸酶基因的同源序列也具有无毒基因活性。在介绍黄单胞细菌无毒基因类群和avrBs3／pth家族基因结构与功能的同时，结合本实验室的研究结果着重对水稻白叶枯病菌无毒基因的研究进展进行综述。     

致病疫霉菌无毒基因AVR3a的克隆与序列分析

根据GenBank中致病疫霉菌无毒基因AVR3a序列（AJ893357）及参考文献中的特异引物（Pex147F,Pex147R）,以致病疫霉菌基因组DNA为模板进行PCR扩增,得到了特异性扩增片段,并对特异片段进行纯化和测序。结果表明,该片段的长度为451bp,经序列分析表明,其氨基酸编码序列为441bp,共编码147个氨基酸。BLAST分析结果显示,该片段核苷酸序列与无毒基因AVR3a核苷酸序列的同源性为99．34％,氨基酸序列比对结果表明,氨基酸序列在第19、80和103位存在着差异,这些核苷酸序列差异以及某些关键氨基酸的改变有可能是导致不同菌株中AVR3a毒性变异的原因。     

稻瘟菌相关蛋白基因研究进展

稻瘟病(PyriculariaoryzaeSacc)是世界性的水稻病害,在我国已成为三大水稻病害之一,重病年能导致绝收。它是由子囊菌Magnaporthegrisea(Hebert)Barr[无性世代为Pyriculariagrisea(Cooke)Sacc]引起的广泛发生的重要水稻病害之一。水稻基因组和稻瘟病基因组测序工作的进展,为进一步从基因组水平认识水稻与稻瘟病菌相互作用的机制奠定了基础。介绍了稻瘟菌相关蛋白基因的研究进展,主要综述了几种稻瘟病致病相关基因、无毒基因,并简单介绍了稻瘟菌激活蛋白的研究进展。     

稻瘟菌相关蛋白基因研究进展

稻瘟病(Pyricularia oryzae Sacc)是世界性的水稻病害,在我国已成为三大水稻病害之一,重病年能导致绝收.它是由子囊菌Magnaporthe grisea(Hebert)Barr[无性世代为Pyricularia grisea(Cooke)Sacc]引起的广泛发生的重要水稻病害之一.水稻基因组和稻瘟病基因组测序工作的进展,为进一步从基因组水平认识水稻与稻瘟病菌相互作用的机制奠定了基础.介绍了稻瘟菌相关蛋白基因的研究进展,主要综述了几种稻瘟病致病相关基因、无毒基因,并简单介绍了稻瘟菌激活蛋白的研究进展.     

江苏省稻瘟病菌致病力分化及无毒基因组成分析

针对2013-2017年从江苏省采集标样并分离得到的共计621个稻瘟病菌[Magnaporthe oryzae (Hebert)Barr]单孢菌株,利用10对稻瘟病菌无毒基因(ACE1、PWL1、Avr-Pita、Avr1-CO39、Avr-Pizt、Avr-Pib、Avr-Pia、Avr-Pii、Avr-Pik、Avr-Pi9)特异性引物进行扩增,分析江苏省稻瘟病菌无毒基因的分布及频率。结果表明:上述10个无毒基因在江苏省均有分布,但出现频率不同,其中平均扩增频率最高的为Avr-Pib,达到74. 56%,最低的是Avr-Pia,只有9. 34%。Avr-Pib、Avr-Pik、Avr-Pizt连续5年扩增频率较高且稳定遗传。此外,采用日本清泽鉴别品种对稻瘟病菌供试菌株进行致病力测定,结果表明供试菌株对Pi-zt、Pi-z、Pi-ta、Pi-ta2、Pi-i表现为弱毒力。综上所述,江苏省稻瘟病菌群体组成较为复杂,且存在较大易变性;无毒基因的分布存在较大差异,且与地理区域密切相关。     

与马铃薯晚疫病菌无毒基因Avr1连锁的AFLP标记

 以具有和不具有无毒基因Avr1表现型的马铃薯晚疫病菌株80029 (AVR1) 和88133 (avr1)以及其杂交F1代50个菌株群体为试材，限制性内切酶PstI和HhaI为酶切组合，采用荧光AFLP技术和混合分组分析法(BSA)，通过256对引物筛选得到了5个与Avr1连锁的候选AFLP标记并进行了菌株个体验证，遗传分析表明5个标记中有2个标记与Avr1连锁且在F1代中共分离，无交换重组发生。     

克隆包含以拟南芥为寄主的甘蓝黑腐病菌Xcc1067无毒基因的D…

本研究探索了以拟南芥为寄主的甘蓝黑腐病菌的致病条件，观察了其病症的发展。建立了菌株Ｘｃｃ１０６７的ｐＩＪ３２００为载体的基因文库，从基因文库中筛选出拟南芥Ｃｏｌｕｍｂｉａ为寄主的Ｘｃｃ１０６７菌株的无毒基因克隆，该克隆的进一步分析正在进行。     

辽宁省稻瘟病菌无毒基因型鉴定及分析

【目的】鉴定稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）的无毒基因型,了解无毒基因在不同地区流行菌株中的分布情况,为品种布局提供参考。【方法】根据已经克隆且与稻瘟病菌致病性相关的6个无毒基因序列设计引物,选取辽宁省稻瘟病常发区的26株稻瘟病菌单孢菌株,提取各菌株DNA样本作为模板,进行PCR扩增。通过琼脂糖凝胶电泳及PCR产物测序,对6个无毒基因PCR产物进行碱基和氨基酸序列的分析比较。对琼脂糖凝胶电泳未出条带的,设计不同引物进行验证性试验。【结果】在PCR产物电泳检测中,Avr1-CO39、Avr-pia和Avr-pii没有产物条带,对这3个无毒基因设计验证引物,其PCR产物电泳检测仍没有条带出现,其结果证明辽宁省各水稻主产区流行稻瘟病菌中多不携带Avr1-CO39、Avr-pia和Avr-pii;对于其他3个无毒基因 AvrPiz-t、Avr-pik和Avr-pita则有特异性扩增产物,说明这3个无毒基因在各稻区稻瘟病菌中以不同突变类型及不同频率出现。其中,与Pi2、Pi9和Piz-t对应的AvrPiz-t,分别在22个菌株的中被检测到,且有21个菌株的序列与其序列一致,说明该基因遗传相对稳定,也间接证明携带Pi2、Pi9和Piz-t 的水稻品种在辽宁地区的广谱抗性;与基因组序列不同的16号菌株,在DNA序列192 bp处发生一个单碱基C的缺失,从而导致移码突变,且碱基突变导致氨基酸序列至72位氨基酸时提前终止,而使该基因编码的蛋白质失去无毒基因的功能。与Pik、Pik-p、Pik-m和pik-s对应的Avr-pik,电泳检测结果表明各菌株均有特异性条带出现,经测序验证等位基因序列分为4种类型（B、D、F、G）,其中12个菌株携带可为Pik或其等位基因Pik-m和pik-p所识别的D类型;9个菌株携带B类型,该等位基因曾被报道,但是否具有无毒基因的功能仍未验证;另有2个菌株携带F类型等位基因,该基因为首次发现,并分别出现在丹东和盘锦地区。其特点在于与D类型基因间存在143（A/G）的碱基差异,氨基酸序列翻译结果显示其为错义突变,即48（G/D）;而其余3个菌株携带G类型等位基因,该基因亦属首次发现,且仅出现在抚顺新宾地区,碱基序列与D类型存在168（G/A）的差异,导致翻译提前终止,基因功能丧失。对于Avr-pita,26个菌株特异性扩增产物一致,但测序检测到5种等位基因类型,且均与Avr-pita有差异,碱基序列的变化多导致错义突变。这5种等位基因的氨基酸序列之间差异由3个氨基酸位点的差异所致,分别为83（D/N）、192（Y/C）和207（K/R）,3处突变均在基因结构域范围内,几种等位基因均已见报道。【结论】辽宁稻区流行稻瘟病菌中Avr-pik、AvrPiz-t和Avr-pita分布较为广泛,选育及推广携带相应抗病基因的水稻品种可减轻稻瘟病的危害。