剑麻酵母双杂交cDNA表达文库的构建及与AhKNOX2相互作用蛋白的筛选

植物KNOX（Knotted1-like homeobox）可通过蛋白质相互作用参与调控落果、纤维细胞发育、次生细胞壁发育、开花等事件。为筛选剑麻叶中与AhKNOX2相互作用的蛋白,采用SMART同源重组技术构建剑麻叶片酵母双杂交表达文库,利用AhKNOX2为诱饵筛选与之相互作用的蛋白。结果表明：文库总容量为3.9×10⁶ CFU,转化效率为9.15×10⁵ CFU/μg pGADT7-Rec,插入片段大小主要分布于0.5~3.0 kb之间,重组率为92%,保存的文库细胞密度为1.35×10⁸/mL,文库滴度为2.22×10⁷CFU/mL。构建的pGBKT7-AhKNOX2诱饵载体存在自激活性,5 mmol/L的3-氨基- 1,2,4-三唑（3-Amino-1,2,4-triazole,3-AT）能抑制诱饵载体的自激活,通过筛选获得了16个与AhKNOX2相互作用的蛋白。本研究成功构建剑麻叶片酵母表达文库,并筛选获得与AhKNOX2相互作用的蛋白,该结果为进一步研究AhKNOX2在剑麻中的功能奠定前期基础,为培育高纤维产量的剑麻新品种提供基因资源和理论基础。     

剑麻PGIP基因克隆和表达研究

多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白（polygalacturonase inhibitor proteins, PGIPs）是一类与植物自身免疫相关的多功能蛋白, 在植物防卫反应中扮演着重要角色。为了探讨剑麻PGIP基因的功能,本研究利用PCR的方法从剑麻H.11648中克隆2个剑麻PGIP基因——AhPGIP1和AhPGIP2。利用荧光定量PCR（qRT-PCR）分析AhPGIP1和AhPGIP2基因在烟草疫霉侵染、伤害、低温、盐胁迫、水杨酸（SA）和茉莉酸甲酯（MeJA）处理后的表达模式。结果表明：AhPGIP1基因 cDNA全长为1008 bp,编码335个氨基酸,蛋白分子量约为36.7 kDa,等电点为8.65。AhPGIP2基因全长为981 bp,编码326个氨基酸,蛋白分子量约为35.8 kDa,等电点为8.98。AhPGIP1基因在烟草疫霉侵染过程中表达水平先下降后明显上升,侵染48 h达到最大值,在盐、伤、SA和MeJA处理后表达水平明显上升,分别在3、12、3、12 h达到最大值,低温处理6 h表达水平不变,3、12、24 h表达水平明显下降。AhPGIP2基因在烟草疫霉侵染24 、36、48 h表达水平明显下降,侵染72 h明显上升并达到最大值,在盐胁迫、低温、SA和MeJA处理后表达水平明显上升,分别在3、24、3、12 h达到最大值,在伤处理12 h后显著上升并达到最高水平,在3、6、24 h明显下降。本研究为深入探讨剑麻PGIP基因在不同逆境胁迫反应中的功能奠定了基础。     

辣椒疫霉作用下叶绿素a/b结合蛋白的表达

从基于cDNA-AFLP分析的辣椒应答疫霉侵染的表达谱中找到1个特异表达基因的序列;利用这个序列设计引物,采用基于PCR技术的96孔文库筛选方法,从疫霉处理的辣椒cDNA文库中筛选出这个应答辣椒疫霉侵染的候选基因的全长cDNA;经生物信息学分析,推测这个长度为1022 bp的候选基因为辣椒叶绿素a/b结合蛋白（chlorophyll a/b binding protein,cab）基因;并利用荧光定量PCR法检测cab在疫霉侵染下的表达情况。     

剑麻内参基因筛选与稳定表达分析

为了筛选剑麻中稳定表达的内参基因,保证基因表达结果的可靠性,本研究以热麻1号为材料,采用实时荧光定量RT-PCR方法对来自剑麻转录组数据的8个内参基因（EF1α、MADH、ACT2、GAPDH、TUB、ACT54、CYP和EF1β）在烟草疫霉侵染、水杨酸（SA）、茉莉酸甲酯（MeJA）和脱落酸（ABA）处理过程中的表达水平进行检测,并结合GeNorm、BestKeeper和NormFinder软件综合评价8个内参基因的稳定性。结果表明：8个内参基因在不同处理下的表达稳定性存在显著差异,其中在烟草疫霉侵染和茉莉酸甲酯处理过程中,EF1α表达最稳定,EF1β表达最不稳定。在水杨酸处理过程中,EF1α表达最稳定,ACT2表达最不稳定。在脱落酸处理过程中,GAPDH表达最稳定,ACT54表达最不稳定。该结果为剑麻基因的表达分析提供了可供选择的内参基因。     

酵母双杂交系统筛选与水稻条纹病毒Pc2互作的寄主蛋白基因片段

水稻条纹病毒编码的Pc2蛋白在病毒侵染及宿主症状发生中起作用。研究其与寄主间的分子互作有助于揭示病毒侵染与致病的分子机制。分别将编码Pc2 N端（Pc2-N）与Pc2 C端（Pc2-C）的基因片段克隆到酵母双杂交诱饵载体pGBKT7上，并构建水稻叶片cDNA文库，然后分别用Pc2-N和Pc2-C为诱饵筛选文库寻找与其互作的寄主因子。结果表明，诱饵载体中插入的Pc2-N和Pc2-C编码框和氨基酸序列均正确。Pc2-N对酵母菌株AH109无毒性和自主激活能力，但Pc2-C对酵母具有细胞毒性。文库滴度为4×107 CFU/mL，且大多数插入片段在500~2 000 bp之间。利用Pc2-N为诱饵筛选水稻cDNA文库，获得有8个候选阳性克隆。经序列测定和BLAST分析结果表明，这些克隆共编码5种蛋白，主要为胁迫相关蛋白与光系统相关蛋白。     

向日葵柄锈菌效应子P2的定位及功能研究

由向日葵柄锈菌（Puccinia helianthi Schw.）引起的向日葵锈病严重威胁着向日葵的安全生产。效应子是一类病原菌侵染过程中分泌的蛋白，促进病原菌侵染或触发寄主免疫。为明确向日葵锈菌效应子P2在锈菌侵染过程中发挥的作用，对该基因序列进行了生物信息学分析；以向日葵锈菌夏孢子cDNA为模板，克隆了P2基因的编码序列，利用qRT-PCR技术分析了该基因在侵染过程中的表达特性；采用农杆菌瞬时表达系统在烟草上验证了P2的毒性功能，并在烟草上瞬时表达对其进行了亚细胞定位。研究结果表明，P2编码58个氨基酸，N端含24氨基酸的信号肽，无核定位信号及跨膜结构域，并在向日葵锈菌侵染早期上调表达。在本氏烟中瞬时表达P2可以抑制BAX诱导的细胞坏死，亚细胞定位结果表明P2定位在细胞膜及细胞核。     

感染高粱花叶病毒甘蔗叶片cDNA文库构建及评价

为了研究甘蔗花叶病与甘蔗寄主致病的互作分子机制,利用SMART技术成功构建了感染高梁花叶病毒甘蔗叶片的cDNA文库,用于后续酵母双杂交互作蛋白筛选试验.采用Omega公司Plant RNA Kit提取感染高粱花叶病毒甘蔗叶片总RNA,经过Oligotex纯化获得mRNA,将其反转录成cDNA第一链,再在DNA聚合酶作用下,通过长距离PCR扩增双链cDNA.经SfiI酶切并去除短片段后,连接到pGADT7-SfiI载体上,成功获得初级cDNA文库,最后以初级文库100万克隆为基数扩增,得到扩增文库并提取质粒.经检测构建的文库容量为1.6×106 cfu,文库滴度2.2× 106 cfu/mL,文库cDNA插入片段长度主要分布在700～2 000 bp,文库重组率约为96％.结果表明,该文库质量较好,为筛选分离抗病功能基因及开展寄主与病毒互作的研究奠定了基础.     

酵母双杂交系统筛选与水稻黑条矮缩病毒P6互作的水稻蛋白

RBSDV编码的非结构蛋白P6为该病毒的沉默抑制子。为了研究P6与寄主水稻间的互作关系,首先利用RT-PCR扩增,获得水稻黑条矮缩病毒P6基因,并将其构建到酵母表达载体pGBKT7上,自激活验证表明,P6蛋白无自激活活性。利用酵母双杂交系统顺序转化法从水稻cDNA文库中筛选,获得4个与RBSDVP6互作的寄主因子,分别为水稻内囊体抗坏血酸过氧化物酶、醛糖1差向异构酶、immutans蛋白基因同源蛋白和一个功能未知蛋白。分析了3个已知功能的寄主因子在病毒侵染过程中的可能功能。     

剑麻抗病育种研究回顾与展望

剑麻是我国热区最重要的麻类经济作物.H.11648是目前唯一的当家品种,该品种虽然高产,但易感由烟草疫霉引起的斑马纹病,而现有的化学农药防效又不理想,因此急需培育出抗病剑麻新品种.本文回顾了国内外剑麻育种的方法及成就,指出了传统育种方法的不足,提出了今后抗病育种的方向,重点阐述了用转基因手段培育抗病剑麻新品种宜采用的策略.     

水稻对不同小种稻瘟菌抗性差异表达基因的鉴定

 以同一水稻品种接种不同小种稻瘟菌，利用抑制消减杂交（SSH）技术构建水稻 稻瘟菌非亲和/亲和互作消减cDNA 文库。 经差异筛选、序列分析及RT PCR验证，共获得25个独立的差异表达cDNA克隆。根据与它们同源基因的功能推测，这些cDNA克隆可能参与了对病原菌的防卫反应、转录和蛋白合成与修饰等一些重要的生物学过程。通过RT PCR检测了差异表达基因在非亲和/亲和互作早期的表达谱，所有被检测基因在非亲和/亲和互作零点的表达水平均相同，而在接种后的其他时间点，它们的表达在互作反应中或被诱导或被抑制，说明这些表达的变化仅仅与接种的不同小种有关，肯定了所分离到的基因及其表达变化的可靠性。受不同小种病原菌侵染后，由于一些参与防卫反应的基因被诱导或被抑制的程度和持续时间的不同可能导致水稻小种特异的抗性。     

烟草疫霉侵染前后剑麻叶片转录组学研究

为克隆剑麻受斑马纹病病原菌烟草疫霉侵染后的应答基因,以病原菌侵染前后的剑麻H.11648叶片为材料,构建剑麻转录组Unigene数据库;组装得到非冗余Unigene 131 422个,其中,500~1 000 bp的Unigene占总数65.39%,Unigene的数量随其长度递减。GO分类分析发现:在得到的所有Unigene中,注释到生物过程的基因最多(152 835);细胞组分其次(129 197);参与分子功能的最少(47 420)。KEGG代谢通路分析将剑麻转录组unigene分成128类,其中,参与生化代谢通路的Unigene最多,有9 354个,占总数27.09%;参与植物-病原互作代谢通路的基因有1 795个,占总数5.2%。基因表达丰度RPKM值显示上调基因9 415个,下调基因28 980个,其中参与病原互作的基因占680个。     

生防枯草芽孢杆菌Czk1固体发酵工艺条件优化

枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)Czk1是一株具广谱拮抗、促生和诱导植株产生抗病性的根际益生菌。为了全面资源化利用农业废弃物中的有机养分和促进对植物土传病害的生物防治,本研究以Czk1为研究对象,以鸡粪为底肥,分别利用玉米秸秆、菌糠、椰糠堆肥为原料,采用液固两相发酵工艺,以稀释平板菌落计数法测定活菌总数和芽孢数,经过单因素和正交试验方法,明确Czk1固体发酵物料的配方、工艺参数和培养条件。得出Czk1固体发酵的最优条件：最佳原料为菌糠鸡粪堆肥,Czk1接种重量为10%,黄豆粉添加量为10%,含水量为40%,发酵温度为37℃,翻抛1次/72h,在此条件下,Czk1菌株中的芽孢活菌数量总量可以达到8.63×10⁸ CFU/g,芽孢数为8.37×10⁸ CFU/g。其次,发酵效果较佳的原料为秸秆鸡粪堆肥,Czk1接种量为10%,添加5%黄豆粉,40%含水量,发酵温度为37℃,翻抛1次/72 h,此条件下,Czk1接种菌株中的活菌数量总量可达到6.53×10⁸ CFU/g,芽孢数为5.97×10⁸     

氮肥和密度互作对冬小麦石4366群体、茎秆特性和产量的影响

为探索施氮量和种植密度互作对冬小麦品种石4366生长特性的影响,2020-2021年度在长期氮肥定位试验田通过裂区试验,设置4个施氮水平(施氮量分别为75 kg·hm^-2、150 kg·hm^-2、225kg·hm^-2和300 kg·hm^-2,分别用N75、N150、N225和N300表示)和5个种植密度水平(分别为225×10⁴株·hm^-2、300×10⁴株·hm^-2、375×10⁴株·hm^-2、450×10⁴株·hm^-2和525×10⁴株·hm^-2,分别用D225、D300、D375、D450和D525表示),比较分析了不同处理间该品种旗叶面积、穗部发育、群体动态、秸秆特性和产量的差异。结果表明,施氮量和种植密度对石4366群体、茎秆特性和产量均有显著影响。N75条件下穗长、总小穗...     

大豆疫霉根腐病菌诱导下SSH文库构建及初步分析

大豆疫霉根腐病是危害大豆生产的毁灭性病害之一,研究利用抑制性消减杂交技术(Suppression Subtractive Hybridization,SSH)成功构建了疫霉菌诱导的大豆抗病品种绥农10差异表达的cDNA消减文库,从文库中共筛选到2 067个阳性克隆,PCR鉴定插入片段大部分集中在100～800 bp之间,利用BLAST在GenBank数据库进行序列相似性比对,获得有功能的EST375个,分析表明这些EST功能涉及大豆的抑制病原菌生长、细胞自身保护、信号传导、系统获得抗性、蛋白质合成、呼吸作用等.     

小麦条锈菌效应蛋白Hasp58抑制植物免疫的功能分析

为明确小麦条锈菌吸器特异表达效应蛋白Hasp58抑制植物免疫的功能,利用PCR获得Hasp58的全长cDNA序列;借助生物信息学软件预测Hasp58的信号肽;将Hasp58构建到pGR106载体用于农杆菌（Agrobactrium tumefacien）介导的烟草瞬时表达系统,明确Hasp58抑制细胞坏死的毒性功能;将Hasp58构建到pCambia1302载体用于烟草细胞定位,明确Hasp58定位情况;将Hasp58构建到pEDV6载体用于荧光假单胞杆菌（Pseudomonas fluorescens）介导的小麦瞬时表达系统,对小麦胼胝质、过敏性坏死面积、活性氧、菌丝面积、菌丝长度进行统计分析,明确Hasp58抑制寄主植物PAMPs引发的免疫反应（PTI）和效应蛋白诱导的免疫反应（ETI）功能。结果表明,条锈菌Hasp58的cDNA全长为1 026 bp,编码342个氨基酸,N端含26_aa的信号肽;通过农杆菌侵染,在烟草中瞬时表达Hasp58,发现其能够抑制由BAX诱导的细胞坏死,为条锈菌的候选效应蛋白;烟草细胞定位发现,含有信号肽和缺失信号肽的Hasp58与GFP融合表达均定位在细胞质,推测该效应蛋白在胞质作用;利用细菌的三型分泌系统在小麦中瞬时表达Hasp58,发现其能够抑制荧光假单胞杆菌引起的胼胝质积累,导致由无毒性条锈菌小种CYR23引起的小麦过敏性坏死面积和活性氧减少,使菌丝面积和长度增加。推测小麦条锈菌效应蛋白Hasp58可抑制寄主植物的PAMPs引发的免疫反应（PTI）和效应蛋白诱导的免疫反应（ETI）,并促进自身侵染。     

剑麻与烟草疫霉互作过程中的转录组研究

斑马纹病是剑麻的主要病害之一,为了挖掘剑麻斑马纹病抗病相关基因,以斑马纹病抗病品种热麻1号为材料,分别在接种0、24、36、48和72 h进行转录组测序,组装后获得103 326个转录本和70 110个Unigenes,转录本和Unigene的平均长度分别为726 bp和645 bp。其中有33 474个Unigenes被成功注释到NR,NT,KO,Swissport等7个功能数据库中。DEG分析表明,在接种24、36、48、72 h后分别有4 676、3 769、3 308、3 757个Unigenes被诱导差异表达,且PR蛋白,类黄酮生物合成、苯丙素类生物合成、过氧化物酶等基因上调表达明显,而热击蛋白、细胞色素P450和叶绿素a/b结合蛋白等基因明显下调表达。差异基因代谢通路分析表明,参与核糖体、光合作用、苯丙素类生物合成、苯丙氨酸代谢通路、植物激素信号转导途径、类黄酮生物合成途径、脂肪酸生物合成途径等代谢通路明显富集。本研究全面了解剑麻与烟草疫霉互作关系,是为剑麻斑马纹病抗病机制研究提供理论基础。     

盐碱胁迫下不同木霉菌肥对大豆幼苗氮代谢的影响

盐碱胁迫对大豆植株生长发育以及氮素吸收等造成不利影响，进而严重影响大豆的产量，而外源施用木霉菌肥是缓解盐碱对大豆胁迫效应的一种有效途径。因此为明确木霉菌对盐碱胁迫下大豆幼苗氮代谢影响机制，本研究选用耐盐碱品种合丰50(HF50),盐碱敏感品种垦丰16(KF16)为试材，采用苏打盐碱土进行盆栽培养，按照每升土1×10⁹ 孢子·L^-1浇入200 mL哈茨木霉、棘孢木霉及木霉菌混合菌液，测定大豆幼苗叶绿体ATP合成及氮代谢等生理生化指标。结果显示：盐碱胁迫显著增加大豆幼苗体内NH⁺₄含量，导致氨毒害，而施用不同木霉菌肥后显著降低了KF16和HF50大豆叶片NH₄⁺含量，降幅分别为38.31%、41.56%、63.62%(KF16)和20.55%、25.58%、55.62%(HF50)。施用木霉菌剂后大豆叶片Ca²⁺-ATP和Mg²⁺-ATP酶活性较对照处理显著提高36.15%～65.22%(KF16)、28.51%～6...     

用酵母双杂交筛选与小麦黄花叶病毒CP互作的寄主因子

为筛选与小麦黄花叶病毒外壳蛋白(wheat yellow mosaic virus coat protein,WYMV-CP)互作的小麦蛋白,构建了小麦茎叶酵母双杂交cDNA文库,并从中筛选获得了与WYMV-CP互作的小麦蛋白基因片段。从小麦茎叶中提取小麦总RNA,分离mRNA后,利用GATE-WAY技术将反转录得到的小麦cDNA片段定向转移到目的载体,同源重组反应后成功构建小麦cDNA文库。经检测,小麦cDNA文库的滴度为5.86×106 CFU·mL-1,库容量为2.34×107 CFU,重组率为95.8%。根据NCBI上WYMV-CP开放阅读框信息,构建了诱饵载体pGBK-CP,通过酵母双杂交筛选获得了若干阳性克隆,共转化试验初步验证了WYMV-CP与PEPCK、PAL等蛋白的互作关系。本研究利用酵母双杂交技术成功获得与WYMV-CP互作的小麦蛋白基因片段,为明确WYMV的致病机制提供了科学的依据。     

烟草叶斑病病原菌Epicoccum latusicollum的鉴定、生物学特性及室内药剂筛选

叶斑类病害是危害大田期烟草的主要病害之一，大多由真菌侵染所致，病害易暴发流行，对烟草的品质及产量造成重大影响。本研究采用组织分离法从广西‘K326’烟叶具有典型病斑的叶片上分离、纯化获得菌株，通过致病性测定结合形态学特征以及分子生物学手段对病原菌进行鉴定，同时采用菌丝生长速率法测定不同培养基、温度、pH、碳源、氮源、光照，致死温度处理以及10种常用化学药剂对病原菌菌丝生长的影响。该叶斑病的典型病症为：初期烟叶产生灰白色小圆斑，病害加重圆斑逐渐扩散成不规则状，病斑中心形成穿孔，颜色为灰白色，边缘棕褐色，伴随褪绿的黄色晕圈。通过分离纯化获得2个菌株，分别命名为HZFC36和HZZS76。致病性测定结果表明，2个菌株均可在叶片无伤条件下导致健康‘K326’烟叶部产生病斑。结合形态学特征和多基因位点（LSU、ITS、RPB2和TUB2）系统发育进化分析将引起广西烟草叶斑病的病原菌鉴定为Epicoccum latusicollum。该病原菌在CMA培养基上生长最快，最适生长温度为28℃，最适pH为6，最佳碳源、氮源为蔗糖和牛肉浸粉，全光照条件更利于病原菌的生长，致死温度为47℃，水浴10 min。室内药剂初步筛选结果显示，50%啶酰菌胺和25%吡唑醚菌酯对病原菌的抑制效果最好，平均EC₅₀值分别为4.752×10^-2、4.989×10^-2 mg/L。本研究结果为E. latusicollum引起烟草叶斑病的田间防控奠定了一定的理论基础。     

不同微生物菌剂对辣椒疫病防控效果及土壤细菌群落结构的影响

明确不同微生物菌剂对辣椒疫病的防效及其对根际土壤细菌群落结构的影响，为辣椒疫病的绿色防治技术的研发提供依据。采用盆栽试验方法，以枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、哈茨木霉菌(Trichoderma harzianum)、荧光假单胞杆菌(Pseudomonas fluorescens)、淡紫褐链霉菌(Streptomyces enissocaesllis)等6种微生物菌剂为研究对象，通过高通量测序研究这些微生物菌剂对辣椒疫病的防控效果及其对根际土壤细菌群落结构的影响。结果表明，A₁(1×10⁸CFU/g枯草芽孢杆菌微囊粒剂)、A₂(1×10⁸ CFU/g哈茨木霉菌水分散粒剂)处理的防效最好，防治效果分别为85.58%和81.97%;A₃(5×10⁸ CFU/g荧光假单胞杆菌颗粒剂)、A₄(4×10⁹ CFU/g淡紫褐链霉菌NBF715粉剂)、A₅(1×10¹⁰