抗TMV、CMV转基因烟草的初步选育

将烟草花叶病毒复制酶54 KD蛋白基因构建到质粒pSSZ32.54K,导入根癌农杆菌EHA105株系,用农杆菌介导的叶盘法转化含CMV CP基因的纯合系烟草,获得了含CMV CP基因和TMV RepE基因的转基因烟草,以及只含TMV RepE基因的转基因烟草.以繁殖于新鲜普通烟叶片上的TMV为毒源,机械摩擦接种含双基因的烟草和只含CMV CP基因的烟草.接种15 d后,观察植株发病情况,发现转双基因的烟草无花叶症状出现,而对照植株(只含CMV CP基因)出现花叶症状.通过酶联免疫吸附试验(ELISA)检测病毒含量,发现转基因植株体内无病毒积累,而对照植株体内有病毒积累.因此,含RepE基因的烟草对TMV有一定抗性.     

侵染辣椒的黄瓜花叶病毒分离物的亚组鉴定及株系分析

根据已报道的黄瓜花叶病毒(CMV)外壳蛋白(CP)基因序列合成 1 对引物,对侵染辣椒的黄瓜花叶病毒湖北分离物的病毒外壳蛋白基因进行基因扩增和序列分析.结果表明:湖北省内不同辣椒主产区采集到的样品CP基因之间的核苷酸同源率高达98.2%～99.2%,与CMV亚组Ⅰ和亚组Ⅱ各株系之间的核苷酸同源率分别为92.1%～96.5%和72.1%～78.1%,并且和亚组Ⅰ中的ⅠB系列株系同源率更高.由此确认这4个CMV分离物属于亚组Ⅰ中的ⅠB成员.     

转病毒移动蛋白及复制酶基因烟草的协生和重组风险分析

 对转化番茄花叶病毒 (ToMV)、烟草花叶病毒 (TMV)移动蛋白 (MP)基因和黄瓜花叶病毒P1株系(CMV P1)部分复制酶基因的 3种转基因烟草 ,分别接种马铃薯X病毒 (PVX)、马铃薯Y病毒 (PVY)、CMVRB株系 (CMV RB)和TMV。症状观察和ELISA测定发现 ,各病毒在转基因烟草和非转基因烟草上的症状及病毒浓度没有显著差异 ,表明这些病毒在转基因烟草上没有协生作用发生。对转化ToMVMP基因和转化CMV P1部分复制酶基因的转基因烟草 ,分别接种TMV和CMV RB ,定期进行生物学、ELISA和免疫捕获反转录PCR(IC RT PCR)检测 ,在 16个月的连续测定中未发现病毒重组现象。     

黄瓜花叶病毒贵州辣椒分离物外壳蛋白基因序列分析

[目的]分析贵州辣椒主产区黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus,CMV)分离物的分子变异情况,为抗病毒辣椒品种选育及辣椒病毒病的防控提供科学依据.[方法]以来自贵州省8个县(榕江、大方、石阡、安龙、绥阳、德江、关岭和惠水)的16个辣椒CMV分离物为材料,采用逆转录—聚合酶链反应(RT-PCR)扩增辣椒CMV分离物的CP基因序列,利用DNAMAN和BioEdit对CMV分离物的CP基因序列进行比对分析,用MAGE 7.0的邻接法(Neighbor-joining,NJ)构建系统发育进化树,分析贵州辣椒CMV分离物的遗传多样性.[结果]将16个贵州辣椒CMV分离物的CP基因核苷酸序列及编码蛋白氨基酸序列与CMV亚组代表株系进行一致性比对,结果表明,贵州辣椒CMV分离物与CMV亚组分离物的CP基因核苷酸序列一致性为89.7%~100.0%、CP蛋白氨基酸序列一致性为96.8%~100.0%.系统进化分析结果表明,CMV-DF、CMV-RJ、CMV-SQ、CMV-SY、CMV-DJ与CMV I代表株系聚为一个亚支,但更趋近于CMV亚组IB株系,CMV-HS、CMV-GL、CMV-AL与CMV亚组Ⅱ株系聚为另一个亚支,说明侵染贵州辣椒的CMV株系有两大组群,其中大方、榕江、绥阳、石阡和德江CMV分离物归属于CMV亚组IB株系,惠水、关岭和安龙CMV分离物归属于CMV亚组Ⅱ株系.[结论]不同地域的贵州辣椒CMV株系发生了变异.     

利用RNAi技术抗玉米矮花叶病效果研究

以采用RNAi技术获得的HiⅡ、HiⅡA、HiⅡB和H99抗玉米矮花叶病转基因T1和T2代为材料,通过病毒接种、草丁膦涂抹、目的基因和标记基因PCR扩增,研究了利用RNAi原理构建的目的基因对玉米矮花叶病的抗性效果以及玉米转基因后代群体鉴定筛选技术。结果表明,90.00%的转基因株系抗病性超过非转基因株系,30.00%的转基因株系抗病株率超过了抗病对照黄早4,转基因株系的抗病性明显提高,说明利用RNAi技术选育抗矮花叶病转基因玉米株系是可行的。4种筛选鉴定方法比较结果表明,目的基因PCR和病毒接种鉴定方法最可靠,在转基因后代群体鉴定过程中,可在苗期用200mg/L的草丁膦筛选阳性植株基础上,再采用目的基因PCR鉴定,筛选出抗性转基因植株或株系,不仅可以减少鉴定的工作量,而且可以提高鉴定的准确性。     

CP基因转化的线辣椒抗卡那霉素和抗CMV特性的遗传

利用根癌土壤杆菌 ,采用叶盘法转化线辣椒 (Capsicum annuum var.longunt)优良品种陕 82 12 ,建成了能同时表达 CMV和 TMV外壳蛋白基因 (CP基因 )的 T1 代纯合系。以其自交 T2 ～ T4代 ,以及 T2 代植株与未转化陕 82 12杂交的 F1 代和 F2 代群体为试材 ,研究了抗卡那霉素和抗黄瓜花叶病毒 (CMV)特性的遗传传递规律。结果发现 ,抗卡那霉素标记基因和抗病性基因在自交和杂交各代都能稳定地高效表达 ;两者在自交各代纯合 ;在杂交 F1 代抗药性和抗病性都表现为显性 ;在杂交 F2 代 ,抗药植株对敏感植株 ,以及抗病植株对感病植株的分离比都符合 3∶ 1的理论比例。表明抗药性和抗病性均为显性单基因遗传     

白桦BpTOPP1基因功能

为揭示白桦(B.platyphylla×B.pendula)中BpTOPP1基因的功能,以欧洲白桦和裂叶桦为试材,采用qRT-PCR方法开展BpTOPP1时空表达特性分析,同时克隆BpTOPP1基因并构建植物表达载体,通过白桦合子胚转化技术获得BpTOPP1过表达株系。结果表明:BpTOPP1是编码313个氨基酸的蛋白,包含942 bp的开放阅读框,含4个外显子和3个内含子。BpTOPP1基因在欧洲白桦和裂叶桦中的表达量不尽相同,欧洲白桦中该基因的组织部位表达特性在第2片叶中表达量呈现上调表达,是芽的2.04倍;时序表达特性分析中该基因在7月21日时的表达量显著高于裂叶桦。裂叶桦中BpTOPP1基因在组织部位表达特性分析发现,该基因主要在叶柄呈现上调表达;时序表达特性分析发现该基因的表达量在5月5日和8月22日时显著高于欧洲白桦。BpTOPP1过表达转基因株系与野生型对照白桦(WT)比较,转基因株系出现叶片延迟脱落、叶柄表皮毛变多、植株矮化和叶片变小现象;转基因株系的苗高均值仅为野生型对照白桦的80.28%,叶面积仅为野生型对照白桦的57.8%,叶绿素相对含量调查显示,转基因株系TO-2、TO-4、TO-5和TO-6等4个转基因株系显著高于野生型对照白桦,初步判断BpTOPP1基因在白桦叶片的生长和发育中起关键作用。     

黄瓜花叶病毒丹参株系外壳蛋白基因的克隆和序列分析

从河北安国具有典型花叶症状的大田丹参叶片中分离到病毒病原 ,经过生物学接种、电镜观察和酶联免疫吸附测定表明该离物与CMV有较近的亲缘关系 (记为CMV DS)。从叶片中提取了该病毒的总RNA ,按照CMV外壳蛋白 (CP)基因前后保守区序列 ,设计合成了 1对特异引物 ,采用RT PCR法扩增了 780bp的全长CP基因的cDNA序列 ,将其克隆到pGEM T载体上 ,并进行序列分析。结果重组克隆序列长为 778bp ,含 1个开放阅读框架 (ORF) ,长度为 65 7nt,编码 2 1 8个氨基酸组成的蛋白。与国内外报道的CMV株系序列比较 ,CMV DS和亚组Ⅰ株系的核苷酸序列和氨基酸序列的同源性为 93 3%～ 99 4%和95 9%～ 1 0 0 % ;而与亚组Ⅱ株系的核苷酸和氨基酸序列同源性仅为为 78 4%～ 79 0 %和81 2 %～ 83 0 % ,表明CMV DS与CMV亚组Ⅰ的株系较亚组Ⅱ株系同源关系更密切 ,将其划归为CMV亚组IB中 ,这是首次在丹参上发现的CMV株系。     

CP基因遗传转化甘蔗品种Badila与福农91-4621的抗病性差异分析

利用含甘蔗花叶病病毒E株系外壳蛋白基因(CP)的质粒pUbi-SCMV-CP,用基因枪轰击法遗传转化不同甘蔗品种,所获得的转基因无性系经过3代的抗病性鉴定和H2O2代谢的分析.结果表明,Badila(TB1)转基因植株具有较强的抗花叶病能力,而福农91-4621在转基因无性系T1、T2中表现出较强的抗病性,但在T3中其抗病性开始退化,发病率高达68%;抗病生理分析表明,转基因无性系的抗病性与H2O2清除和积累有关.经RT-PCR克隆和测序分析,福农91-4621所感染的SrMV-H的CP基因氨基酸序列与转化的SCMV-E的同源性较低,仅为73.2%,福建Badila所感染的是SCMV-D,与SCMV-E同源性高达97.8%.说明CP基因对本身所来源的病毒或是与原病毒亲缘关系较近的病毒可能具有较强的抗性,而对同属于SCMV的其他病毒虽有抗性,但抗性较弱,且随着转基因世代数的增加而降低.     

外源GO基因导入番茄后对叶霉病的抗性机制

【目的】研究转GO基因番茄的抗病机制。【方法】通过测定转GO基因番茄和对照未转基因番茄接种叶霉菌Fulvia fulva后，体内超氧物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、多酚氧化酶(PPO)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性变化。【结果】接种后转基因番茄株系的SOD、POD、CAT活性均比对照明显增加，且转基因番茄的活性高峰比对照早。转基因番茄在接种后PAL和PPO活性都出现2个活性高峰，且第2个峰值比第1个高，而对照只有1个活性高峰,其总体水平明显低于转基因番茄。用番茄叶霉病（Fulvia fulva）病原菌1.2.3.4生理小种侵染T1代转基因植株。【结论】 结果显示转基因番茄植株的抗病性有不同程度的提高，多数发病时间推迟，病情明显减轻。     

陕西辣椒病毒病的毒原鉴定及化学防治药剂筛选

分别从陕西咸阳、兴平、杨凌、柔谷、眉县、岐山、凤翔等地采集辣椒病毒病标样126份,在室内通过单斑分离及回接验证得到5种分离物,采用鉴别寄主的生物学反应和DA S-EL ISA法鉴定,结果表明,引起陕西辣椒病毒病的毒原有黄瓜花叶病毒(CM V)、烟草花叶病毒(TM V)、烟草蚀纹病毒(TEV)、马铃薯Y病毒(PVY)和蚕豆萎蔫病毒(BBW V),其中CM V和TM V是优势毒原种群,分别占检测样品的60.31%和30.94%。在室内分别以CM V和TM V的枯斑寄主苋色藜和心叶烟为测试寄主,采用半叶法对接种叶片分别于接种前和接种后涂施病毒抑制剂,测试了7种病毒抑制剂的抑制效果。结果表明,接种前后涂施3.85%病毒必克水乳剂500倍液,均对黄瓜花叶病毒和烟草花叶病毒有很好的防治效果,且接种前涂施的防治效果较接种后涂施的防治效果好。     

转CMV—CP基因番茄后代的田间抗病性

以土壤农杆菌为介导，用叶盘法转化获得的转ＣＭＶ－ＣＰ基因（黄瓜花叶病毒外壳蛋白基因）番茄工程植株，通过连续选择和自交，得到Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４和Ｒ５代的转化番茄植株。１９９３－１９９４年采用人工接种和田间自然发病两种方式鉴定转化植株对ＣＭＶ病毒的田间抗性。结果表明，转基因番茄植株对ＣＭＶ侵染有高度抗性。人工接种Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４代转化植株的防病效果达５０－７３％。有５０％以上的转基因植株始终     

TRV介导的大豆基因瞬时沉默体系的建立

【目的】病毒诱导的基因沉默（virus-induced gene silencing,VIGS）技术已在植物基因功能研究领域得到广泛应用。建立以TRV为载体介导的大豆基因瞬时沉默体系,为将烟草脆裂病毒（Tobacco rattle virus,TRV）介导的基因沉默技术在大豆与大豆花叶病毒（Soybean mosaic virus,SMV）互作体系中对大豆基因功能进行研究提供基础。【方法】从大豆品种冀豆7号（J7）叶片中特异性扩增八氢番茄红素脱氢酶基因（GmPDS）的部分片段,并将该基因片段插入质粒pTRV﹕RNA2中;向J7的第一位真叶注射携带有TRV或TRV﹕GmPDS的农杆菌,注射后对上部未接种病毒的叶片进行表型观察,并通过半定量RT-PCR检测GmPDS的表达量。为探讨接种TRV是否影响大豆对SMV的抗性表现,在大豆第一片真叶上预接种TRV病毒后10 d,再分别接种SMV株系N3和SC-8,以单独接种N3或SC-8作为对照。待接种SMV后第5天观察未接种的上位叶表型并检测SMV的外壳蛋白基因CP。【结果】大豆叶片注射携带有TRV﹕GmPDS的农杆菌后25 d,上部未接种病毒的叶片出现了白化现象,通过半定量RT-PCR分析,发生白化的植株中GmPDS的表达量明显降低。在此基础上,向大豆叶片预注射携带有TRV的农杆菌后再接种SMV,SMV株系N3和SC-8与J7分别组成不亲和与亲和组合。 发现J7第一片真叶上预接种TRV后再接种SMV株系N3,与单独接种N3对上位叶的影响在表型上表现一致,对未接种的上位叶片进行病毒外壳蛋白基因CP检测,发现J7单独接种N3以及预接种TRV后再接种N3的上位叶片上均未能检测到CP表达。而J7单独接种SMV株系SC-8,以及预接种TRV后再接种SC-8均在上位叶上能够检测到CP。说明在J7上预接种TRV不影响J7对SMV的抗性。在感病品种南农1138-2上也获得了相似结果。【结论】建立了以TRV为载体介导的大豆基因瞬时沉默体系,并证明在大豆上先接种TRV不改变大豆对SMV的抗性表现。     

Risk Assessment of Synergism and Recombination on the Transgenic Plants Containing Viral Movement Protein and Replicase Genes

The transgenic tobacco plants transformed with movement protein gene of Tomato mosaic virus (ToMV) or Tobacco mosaic virus (TMV) and partial replicase gene of Cucumber mosaic virus (CMV) P1 isolate (CMV-P1), were inoculated with Potato virus X, Potato virus Y, TMV and CMV isolate RB (CMVRB), respectively. Symptom observation showed there were no symptom differences in transgenic tobacco plants as compared with those in non-transgenic tobacco plants. ELISA also illustrated that the virus concentrations in the transgenic plants were similar to those in non-transgenic plants, indicating that no synergism is found in these plants. The transgenic tobacco plants expressing movement protein gene of ToMV or partial replicase gene of CMV-P1 were inoculated with TMV and CMV-RB, respectively. The local or systemic infected leaves were then used for elucidation of the possible virus recombination in transgenic plants with biological infectivity test, ELISA and immuno-capture RT-PCR. Within 16 months, no recombination was found between transformed genes and inoculated virus genomes. The research provides fundamental data for understanding of the possible risk of the transgenic plants expressing viral sequences.     

北京、宁夏甜椒上分离的黄瓜花叶病毒CP基因序列分析及亚组鉴定

从宁夏和北京地区甜椒上分离到3个黄瓜花叶病毒分离物(宁夏分离物为CMV-NX1,NX2;北京分离物为CMV-BJ)并保存在普通烟上。从叶片中提取该病毒RNA,经RT-PCR扩增到780bp的全长CP基因的cDNA,PCR产物纯化并测序。2个宁夏分离物(NX1,NX2)核甘酸序列同源性为100%,它们为同一株系。与已报道的部分CMV株系的CP基因序列相比较,表明3个分离物与CMV亚组I同源关系比亚组II更密切,因而3个分离物都属于黄瓜花叶病毒亚组I,通过DAS-ELISA进一步验证它们都属于亚组I。     

甜(辣)椒病毒病室内接种鉴定技术研究

甜(辣)椒病毒病主要是由烟草花叶病毒(TMV)和黄瓜花叶病毒(CMV)引起的,培育具有复合抗性的优良品种是防治甜(辣)椒病毒病最经济、有效且安全的方法。抗(耐)病毒病种质资源的筛选和评价是培育抗病新品种的首要任务,而快速准确的抗病性鉴定方法是筛选抗源、评价育种材料和品种抗病性乃至抗病育种的关键环节,因此,建立1个经济适用的病毒病室内接种鉴定技术具有十分重要的意义。以甜(辣)椒CMV和TMV为病毒病毒源,研究确立了甜(辣)椒品种(系)病毒病室内接种鉴定技术。结果表明:CMV适宜接种浓度为5～10倍,最佳接种苗龄为5～6叶期;TMV适宜接种浓度为20～30倍,最佳接种苗龄为3～6叶期。甜(辣)椒品种(系)病毒病室内接种鉴定方法应主要采用单一接种技术;也可采用复合接种鉴定技术,应先接种CMV再接种TMV,混合接种鉴定技术应2种病毒按1∶1混合进行;复合接种、混合接种等鉴定技术必须建立在单一接种鉴定技术的基础上。本研究为甜(辣)椒品种(系)病毒病室内接种的规范化提供了科学依据,利用该方法鉴定筛选出抗病材料AB91-W22-49176、AB91-W22-48123、AB91-DL-6428、HY031-2-8-1-6、BYT-4-1-3-6-8、JFG-2-1-2-6、JF8S-1-1-5-4-8和T502-1-1-3-5。     

茉莉酸甲酯对烟草抗黄瓜花叶病毒的诱导效应

用1 g.L-1茉莉酸甲酯(MJ)处理小十字期烟草幼苗,烟苗移栽后长至10片真叶时再用相同浓度MJ处理一次,并接种烟草黄瓜花叶病毒,研究茉莉酸甲酯对烟草黄瓜花叶病毒(CMV)的诱导效应.结果表明:接种CMV后21 d,MJ处理烟株的病情显著低于对照,诱导效果达到43.24%;MJ处理提高了烟草幼苗叶片内的过氧化物酶、过氧化氢酶及超氧化物歧化酶的活性和过氧化氢的含量;而接种CMV后,MJ处理烟株叶片过氧化氢酶、超氧化物歧化酶活性下降,过氧化物酶活性增强,过氧化氢含量明显升高.     

NSvc4和CP蛋白与水稻条纹病毒的致病相关

【目的】以水稻条纹病毒（Rice stripe virus,RSV）编码的NSvc4蛋白和CP蛋白的致病功能鉴定为切入点,研究RSV的致病机理。【方法】通过农杆菌介导在本氏烟中对RSV编码的6个蛋白进行细胞定位。采用双分子荧光互补（Bimolecular fluorescence complementation,BiFC）技术鉴定NSvc4蛋白与其余5个蛋白间的互作关系,并用酵母双杂交体系（Yeast two-hybrid,YTH）对NSvc4与CP蛋白间的互作再次验证。利用马铃薯X病毒（Potato virus X,PVX）系统在本氏烟叶片研究NSvc4蛋白和CP蛋白的致病性,采用实时荧光定量PCR（Real-time PCR）技术验证致病性鉴定结果。【结果】RSV NSvc4蛋白能与CP蛋白互作,且蛋白复合体在本氏烟细胞中能够定位到叶绿体。致病性鉴定显示,PVX-RSV-NSvc4侵染的本氏烟表现为花叶症状;PVX-RSV-CP能够在侵染叶上诱导花叶症状,但是系统叶却恢复健康;PVX-RSV-NSvc4与PVX-RSV-CP共侵染的本氏烟和PVX-RSV-NSvc4CP侵染的本氏烟的侵染叶、系统叶均表现出了严重病症。Real-time PCR结果显示,PVX载体在各侵染本氏烟中的累积量均较低,而RSV CP和NSvc4基因的表达量与本氏烟的发病症状紧密相关。【结论】NSvc4和CP蛋白均有致病性。CP蛋白的致病力不能持久,但是与NSvc4蛋白互作后具有持久致病力,表明二者协同在RSV致病过程中发挥作用。     

黄瓜花叶病毒诱导辣椒抗病性的生化变化研究

对不同抗性的辣椒品系接种CMV后,在植株发病后20 d,测定其叶片中的可溶性蛋白、可溶性总糖、游离脯氨酸、游离氨基酸、木质素和总酚的相对含量。结果表明:除感病品系的可溶性总糖含量降低外,其余各品系在感染CMV后其可溶性蛋白、游离脯氨酸、游离氨基酸、木质素和总酚都显著高于对照,且品系间差异显著。相关分析表明,除可溶性蛋白相对含量与抗病性无显著相关外,其余各指标均与抗病性呈显著正相关。因此,辣椒感染CMV后的可溶性总糖、游离脯氨酸、游离氨基酸、木质素和总酚含量可作为衡量辣椒抗病性的有效生理指标。