小麦L699叶片受白粉菌胁迫后蛋白质的差异表达

为从蛋白组学角度认识小麦抗白粉病机制,以含有抗白粉病新基因Pm40的小麦品系L699为材料,采用蛋白质双向电泳和质谱技术(MALDI-TOF-MS)检测小麦叶片接种白粉菌24h后的差异蛋白。结果表明,经PDQuest软件分析,接种白粉菌后小麦叶片中有18个蛋白质斑点表达量上调,38个蛋白质斑点表达量下调。对表达量上调的蛋白质斑点进行质谱分析和数据库检索,共鉴定出15种蛋白质,其中13种参与防御反应、碳水化合物代谢和蛋白质周转。这些差异蛋白与抗病途径、植株生理过程密切相关,在小麦抗白粉病过程中起很重要的作用。     

转录因子OPBP1和OsiWRKY基因的超表达提高水稻的耐盐及抗病能力

采用基因枪法将耐盐的OPBP1和抗病相关的OsiWRKY转录因子共转化入水稻材料秀水11,经PCR及分子杂交分析确认目的基因已整合到水稻基因组中并超量表达。抗病性测定表明,与未转基因水稻相比,转基因水稻植株表现出对稻瘟病菌（Magnaporthe grisea）和白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae pv.oryzae）的较好抗性。抗盐能力检测结果表明,在同等盐胁迫条件下转基因株系生长较快,叶绿素含量和生物学产量都显著高于未转基因对照。上述结果表明,OPBP1和OsiWRKY基因在水稻中增强表达可以提高水稻的耐盐及抗病能力。     

白叶枯病菌xopXoo基因在致病性中的作用

辣椒斑点病菌(Xanthomonas campestris pv. vesicatoria,Xcv)在非寄主烟草上的过敏反应与xopX基因有关,但在白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae, Xoo)基因组中并未标注xopX同源基因的功能。为研究白叶枯病菌中xopX同源基因在致病性中的作用,对白叶枯病菌的xopXoo基因进行了克隆和突变,并对xopXoo突变体在非寄主烟草上的过敏反应、水稻苗期的水浸症状以及成株期的致病性和病菌生长能力进行了分析。测定结果显示,xopXoo基因突变并不改变白叶枯病菌在烟草上激发过敏反应和在水稻上产生水浸症状能力,但突变菌株在成株期水稻上的致病性和菌体生长能力显著下降。遗传互补能够恢复xopXoo突变体的致病性和菌体生长能力,表明xopXoo是白叶枯病菌的致病性基因。还对白叶枯病菌激发非寄主烟草产生过敏反应的可能基因进行了讨论。     

转hrf1基因水稻对稻瘟病多小种非专化的稳定抗性

以表达水稻白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzae）编码harpin广谱抗性激发子的hrf1基因的转基因系为材料,在温室和田间病圃鉴定它们对稻瘟病菌的抗性,分析转基因水稻抗稻瘟病的作用机制。研究结果显示,转hrf1基因水稻对稻瘟病菌ZC3、ZD1和ZG1小种表现高抗,对ZB13表现中抗,表明hrf1基因在水稻中表达可以产生非小种专化抗性。在稻瘟病圃中对水稻稻瘟病抗性鉴定结果显示,转hrf1基因水稻在T1、T3、T5和T7代对稻瘟病菌都表现很好的抗性,表明转hrf1基因水稻对稻瘟病菌的抗性能稳定遗传。 转hrf1基因抗病水稻中防卫反应基因OsPR1a、OsPR1b、PAL和Chia4a以及正向调控水杨酸介导信号传导的NPR1基因的表达显著增强。转基因抗病水稻中硅含量显著提高。Harpin编码基因在水稻中表达,可能通过激发水稻中防卫反应基因的表达,提高水稻中硅含量等,从而使水稻产生对稻瘟病菌的广谱抗性。     

玉米大斑病菌甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因克隆和表达分析

利用RT-PCR技术克隆玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)的GAPDH基因StGAPDH。该基因c DNA全长1 014 bp,编码337个氨基酸;蛋白质分子量36 505.44,理论pI值6.72,属弱酸、亲水、稳定蛋白,无跨膜结构域和信号肽。亚细胞定位于细胞质、线粒体和细胞核的概率分别为43.5%、30.4%和21.7%;氨基酸序列高度保守,在亲缘关系上与玉米小斑病菌(Bipolaris maydis)和水稻胡麻斑病菌(Bipolaris oryzae)最近。荧光定量PCR分析表明,在病菌接种抗病玉米自交系3 d时,StGAPDH基因表达量显著高于接种5～10 d(P<0.05);接种感病玉米自交系时,接种10 d的StGAPDH基因表达量显著高于接种3～7 d(P<0.05)。     

甘蔗与黑穗病菌互作的叶片差异蛋白分析

以高抗和高感黑穗病(Ustilago scitaminea Syd)的甘蔗(Saccharum complex)品种NCo376和Ya71-374为供试材料,在接种甘蔗黑穗病菌后分离叶片全蛋白,采用双向电泳技术,分析甘蔗黑穗病菌侵染后甘蔗叶片蛋白质表达谱的变化.研究结果表明,病菌侵染后,品种间、同一品种接种与对照间的叶片蛋白质表达谱均存在明显差异,部分表达上调,有些表达下调.对抗感病品种接种组中2个上调表达的蛋白质点的质谱进行进一步分析,其中一个是NBS类型的抗性蛋白,另一个是rieske Fe-S precursor protein,推测它们可能在甘蔗对黑穗病菌侵染的应答中起不同的重要作用.     

甘蔗响应梢腐病菌侵染的蛋白质组学分析

本文旨在解析甘蔗响应梢腐病菌侵染过程中的生理生化机制,为甘蔗抗梢腐病育种及病害防治提供理论指导和科学参考。以我国甘蔗梢腐病主要致病菌Fusarium verticillioides孢子悬浮液为病原,以高抗梢腐病品种YT94/128和高感梢腐病品种GT37为宿主材料,在温室条件下进行针刺法接种,提取病情指数最严重时期,即接种后第14天的甘蔗叶片蛋白质进行iTRAQ定量表达分析。结果显示,从GT37中成功鉴定3707个蛋白,获得542个差异表达蛋白,其中上调表达187个,下调表达355个;从YT94/128中成功鉴定到3068个蛋白,获得差异蛋白449个,其中上调表达191个,下调表达258个。这说明遗传背景不同的甘蔗品种在蛋白质组成上有很大差异,推测这是不同甘蔗品种间抗梢腐病性差异的重要分子基础。     

大麦在网斑病菌侵染后的转录组学分析

近年来,由子囊菌亚门真菌网斑病菌(Pyrenophora teres)引起的大麦网斑病在我国大麦（Hordeum vulgare L.)主产区大面积发生并流行,导致大麦产量和品质下降。为探索大麦响应网斑菌侵染的分子机制,以抗网斑病种质材料BYT-CYA3（B）和敏感型材料美41/I（M）为研究对象,利用转录组测序技术（RNA-Sep）,分析了2个材料在接种网斑病菌后不同时间点的基因表达差异。结果表明,对比网斑病菌侵染后不同时间点的转录组测序数据,共鉴定出35 545个差异表达基因;网斑病侵染大麦3 h、6 h、12 h、24 h和72 h时,抗病材料与敏感型材料间富集到GO和KEGG途径的差异表达基因数目有明显区别;共获得435个网斑病菌侵染诱导表达基因;共筛选出182个主要参与过氧化物酶体（peroxisome）、代谢途径（metabolic pathways）、MAPK信号传导途径-植物（MAPK signaling pathway-plant）、植物-病原体相互作用（plant-pathogen）、植物激素信号转导（plant hormone signal transduction）、次生代谢物生物合成（biosynthesis of secondary metabolites）等生物学过程的差异表达基因,推测这些基因与大麦响应网斑病菌侵染有关。随机从中选取10个基因进行了荧光定量PCR检测,并对其转录组测序结果进行定量分析,发现荧光定量PCR结果与转录结果趋势一致。本试验从分子水平初步探索了大麦对网斑病菌侵染的响应机制,为深入研究抗病基因提供了候选基因。     

杂交稻不同抗性组合感染白叶枯病菌后几种酶活性的变化

选用4个对白叶枯病具有不同抗性级别的杂交组合，即抗病组合威优6号（V6）、中抗组合Ⅱ优46（Ⅱ－U46）、感病组合威优64（V64）和高感组合汕优63（S63）为材料，研究了其3叶期幼苗感染白叶枯病菌后体内苯丙氨酸解氨酸（PAL）、过氧化物酶（POX）、多酚氧化酶（PPO）和超氧物歧化酶（SOD）活性的变化。结果表明，各组合上述酶活性在接种白叶枯病菌后均明显增强，在接种36－96h内活性曲线有2个峰值，各组合稻株的抗病性与酶活性呈一定的正相关，抗病组合V6的4种酶活性变化幅度明显大于感病组合S63。可以认为杂交稻的抗白叶枯病特性与体内酚类物质代谢防御酶系活性密切相关。     

丛枝菌根真菌接种诱导的玉米叶片蛋白鉴定及功能分析

采用比较蛋白质组学方法，研究丛枝菌根真菌接种条件下玉米叶片蛋白表达谱的动态变化。以玉米叶片为实验材料，运用双向凝胶电泳技术(2-DE)对丛枝菌根真菌接种后玉米叶片差异表达蛋白进行分离，并通过质谱技术和搜索NCBInr数据库对差异蛋白进行鉴定。结果显示，接种后玉米叶片中有21个蛋白差异表达，其中有8个蛋白被成功鉴定，这些蛋白包括At4g15770、resistance protein candidate RGC2、transducin protein-like(ISS)、similar to dynamin     

生物及非生物诱导因子对水稻白叶枯病的诱导抗性及其与活性氧代谢的关系

 以对白叶枯病高抗的水稻品种余水糯和高感的水稻品种浙辐802为材料,于2叶期用Tiron、Paraquat(PQ)和稻白叶枯病菌弱毒株75-1进行诱导处理,测定诱导处理后3、24、48、72 h叶中超氧化物歧化酶(SOD)活性、O2-产生速率及丙二醛(MDA)含量的动态变化,并于3叶期用白叶枯病菌强毒株76-25进行挑战接种,结果表明：75-1和PQ均诱导两品种产生了系统抗性,并使诱导叶中O2-产生速率和MDA含量增加。75-1使O2-产生速率在24 h达峰值,比对照升高30.6%(余水糯)和25.3％(浙辐802);而PQ使O2-产生速率在24～72 h维持较高水平,比对照升高49.4％(余水糯) 和39.7％(浙辐802)。MDA含量的变化晚于O2-产生速率的改变,在72 h达最高值。75-1使SOD活性降低,并在24 h达最大降幅;而PQ使SOD活性升高,并在48 h达峰值。Tiron使PQ和75-1的诱导效果减弱,并使75-1对余水糯和浙辐802的互作由非亲和性互作转变为类似亲和性互作,导致侵染斑的形成。     

生物及非生物诱导因子对水稻白叶枯病的诱导抗性及其与 活性氧代谢的关系

以对白叶枯病高抗的水稻品种余水糯和高感的水稻品种浙辐802为材料,于2叶期用Tiron、Paraquat（PQ）和稻白叶枯病菌弱毒每株75－l进行诱导处理,测定诱导处理后3、24、48、72h叶中超氧化物歧化酶（SoD）活性、o2产生速率及丙二醛（MDA）含量的动态变化,并于3叶期用白叶枯病菌强毒株76－25进行挑战接种,结果表明：75－1和PQ均诱导两品种产生了系统抗性,并使诱导叶中o2产生速率和MDA含量增加。75－1使o2产生速率在24h达峰值,比对照升高3o．6％（余水糯）和25.3％（浙辐8o2）;而PQ使o2产生速率在24～72h维持较高水平,比对照升高49.4％（余水糯）和39．7％（浙辐8o2）。MDA含量的变化晚于o2产生速率的改变,在72h达最高值。75-1使SoD活性降低,并在24h达最大降幅;而PQ使SoD活性升高,并在48h达峰值。Tiron使PQ和75－l的诱导效果减弱,并使75－l对余水糯和浙辐8o2的互作由非亲和性互作转变为类似亲和性互作,导致侵染斑的形成。     

中国水稻白叶枯病菌小种C8菌株无毒基因的分离及功能鉴别

 白叶枯病菌与水稻间的互作符合基因对基因模式,不同小种中存在特异的avrBs3/pthA家族基因。对中国水稻白叶枯病菌小种C8菌株基因组DNA进行BamHⅠ酶切和Southern杂交,发现了其特有的约6.0 kb大小、含avrBs3/pthA家族基因的信号条带。经文库筛选、Southern杂交和限制性酶切分析,获得了C8小种avr/pthC8a基因。将该基因导入菲律宾小种6 的代表菌株PXO99A中,发现avr/pthC8a可使PXO99A丧失对水稻品种Asominori（携有成株期抗性基因Xa17）的毒性,暗示avr/pthC8a可能是与Xa17相应的无毒基因。序列分析发现,avr/pthC8a基因大小为3816 bp,编码1272个氨基酸,由102 bp编码的34个氨基酸重复单元在基因内的重复数为20.5个,其3′端的BamHⅠ酶切位点由GGATCC突变为AGATCC,其他特征均与avrBs3/pthA家族的成员相似,即C端存在1个亮氨酸拉链、3个核定位信号和1个酸性转录激活域。avr/pthC8a基因3′端的BamHⅠ酶切位点发生突变在avrBs3/pthA家族基因中鲜有报道。中国C8小种avr/pthC8a基因的发掘,为进一步了解水稻黄单胞菌毒性变异以及avrBs3/pthA家族基因的进化提供了理论依据。     

水稻白叶枯病菌hrcU基因缺失突变体构建及功能研究

 通过基因敲除方式,构建了水稻白叶枯病菌hrcU基因的缺失突变体。突变体丧失了在水稻上的致病性和在非寄主植物上的过敏反应。携带hrcU基因的黏粒完全互补了hrcU突变菌株的表型,互补菌在水稻组织中的生长能力也与野生型菌株相当。免疫杂交结果显示,hrcU基因突变后,水稻白叶枯病菌的Harpin蛋白Hpa1不能从细胞内分泌到胞外。这些结果表明,水稻白叶枯病菌hrcU基因的主要功能是形成Ⅲ型分泌系统,将效应分子分泌到病原细菌胞外,从而决定了在非寄主上的过敏反应和在水稻上的致病性。     

连续交叉接种对云南高原粳稻白叶枯病菌株变异的影响

 为了探索影响高原粳稻区白叶枯病菌变异的因子,以2个云南高原粳稻区白叶枯菌株2001 2、K 1为供试菌株,在毫糯扬、金南风、滇粳优5号和合系41等不同品种组合上连续接种或连续交叉接种后分离菌株,利用高原粳稻白叶枯病菌的鉴别品种和分子检测手段,对获得的菌株的致病型及基因变异进行分析。结果显示,原始菌株2001 2与其7个获得菌系（23个菌株）的致病型都不同,其中,除获得菌系6 2的3个菌株致病力增强外,其他6个获得菌系的20个菌株致病力均减弱;而原始菌株K 1的抗感反应模式与其获得菌系6 8的7个菌株完全相同。利用IS1112、hrpF引物进行菌株PCR扩增以及UPGMA聚类分析并将相应序列测序,结果显示,供试菌株IS1112、hrpF分子谱型的遗传分簇与菌株致病型之间无一一对应关系;在基因序列上,各菌株的IS1112和hrpF的两个序列片段表现出不同的碱基变化特征。两个原始菌株接种在不同抗性品种组合上获得的菌系的致病性变异具有特殊性和不定向性。     

水稻类病变突变体lrd40的抗病性与细胞学分析

 由中花11经γ射线诱变获得的水稻类病变突变体lrd40，是一个对环境不敏感的全生育期表达的突变体。遗传分析表明，lrd40的类病变性状为1个隐性位点控制，与已报道的类病变突变体lrd38、lrd39、lrd42是非等位的。经多点接种试验，lrd40对水稻白叶枯病2个菌系PXO99A和DY89031都表现抗病。lrd40与野生型杂交F2接种结果证实，lrd40的抗白叶枯病与类病变的表现是一致的。锥虫蓝（trypan blue）染色观察到lrd40的类病变发生可能是一个程序性细胞死亡过程，经二氨基联苯胺（diamino benzidine，DAB）染色检测到lrd40的类病变表达时，叶片上产生H2O2沉淀。细胞学观察结果说明，lrd40的类病变发生类似于植物防卫反应的早期特征，如细胞死亡和过敏反应导致的氧迸发（oxidative burst）。     

水稻籼粳交DH群体白叶枯病抗性的QTL定位

以中抗白叶枯病的粳稻品种春江06、感病品种TN1及其DH群体为材料,接种白叶枯病菌浙173后,考察了该DH群体的白叶枯病抗性,并进行了数量性状座位(QTL)分析。共检测到控制白叶枯病的3个QTL（qBBR1、qBBR3 1和qBBR7）,分别位于第1、3和第7染色体上,其中第3染色体上的qBBR3 1和第7染色体上的qBBR7加性效应为正值;而位于第1染色体上的qBBR1为负值,3个QTL的总效应达54.4%。春江06中不存在白叶枯病抗性主基因,它的抗性由微效多基因控制,其中在第3和第7染色体上分别有1个QTL。     

CecropinB与Xa21基因共表达提高转基因水稻白叶枯病抗性

为了探明CecropinB与Xa21这两种不同抗病途径的基因单独或共表达后的田间抗白叶枯病表现,利用农杆菌转化技术,获得了这两个基因的单独和共表达后的植株。利用PCR等分子鉴定技术,证明这两个基因已经整合到水稻基因组中。抗病性检测结果表明,Xa21和CecropinB均能提高水稻对白叶枯病的抗性,且Xa21的抗病性较CecropinB明显。Xa21和CecropinB基因共表达后的植株的抗病性比单基因的更强,说明将不同抗性机制的基因共表达,可以在育种上利用以提高水稻的白叶枯病抗性。