谷子NBS类型抗病基因同源序列的克隆与分析

以谷子(Setaria italica Beauv.)抗锈病植株十里香和感锈病植株豫谷1号为材料,利用抗病基因同源序列(RGA)技术克隆谷子核苷酸结合位点(NBS)类型RGA并进行分析.共获得了3个RGA,分别命名为RUS1-1、RUS1-2、RUS1-3(Resistance against Uromyces setariae-italicae,RUS),它们编码的蛋白质均含有NBS类型抗病基因编码蛋白的共有特征结构域P-loop和Kinase2α.BLASTX分析结果表明,3个RGA的编码蛋白与水稻中含有NB-ARC信号传导结构域的蛋白质、NBS-LRR类型抗病基因等的编码蛋白同源性为47％～66％.聚类分析结果表明,3个RGA属于NBS-LRR类型抗病基因,且与番茄NBS-LRR类型抗病基因12聚为一类.     

核桃NBS类抗病基因的克隆及序列分析

NBS-LRR蛋白在植物抵御各种病原物的侵袭中发挥重要作用。利用RT-PCR技术以香玲核桃叶片为试材,克隆核桃核苷酸结合位点(nucleotide binding site,NBS)类抗病基因类似物(resistance gene analog,RGA),并对该基因和编码蛋白序列进行分析。结果表明,该序列长512 bp,具有NBS的典型结构域。利用DNAman软件进行相似性比对发现该序列与其他植物的NBS具有较高的同源性。核桃NBS类基因的克隆为其进一步研究应用奠定了基础。     

黑豆NBS类抗病基因同源片段的克隆与分析

根据已克隆的抗病基因保守结构域设计简并引物,以湖南黑豆（HH）为试材,通过RT-PCR,从cDNA中扩增抗病基因同源序列,测序鉴定出2个含有通读阅读框的DNA片段：FNBSl、FNBS3。FNBS1大小为534bp,编码178个氨基酸;FNBS3大小为513bp,编码169个氨基酸。BLASTP分析表明,2个片段均具有NB-ARC结构域（与植物抗病有关）,并且包含p-loop、Kinase-2、HD等结构域。基因FNBSl与大豆基因RPMl-like编码的氨基酸序列的同源性为98％,基因FNBS3与大豆基因N-like 编码的氨基酸序列的同源性为99％,推测FNBS1、FNBS3可能是黑豆NBS-LRR类抗病基因的核心区域。     

辣椒NBS类抗病基因同源序列的克隆与分析

辣椒RGA的分离将为进一步从辣椒中分离功能性抗病基因和抗病机理分析打下基础,为辣椒相关抗病基因的克隆提供依据。根据已知抗病基因保守氨基酸结构域设计简并引物,以高抗辣椒品种88为试材,通过PCR扩增抗病基因同源序列。结果表明:从辣椒基因组DNA中分离出1条辣椒抗病基因同源序列WD1。对其编码的氨基酸序列进行分析表明:该序列同时含有P-环(GGVGKTT)、kinase-2(VLDD)、kinase-3(GSRII)及HD(即GLPLAL)保守域结构,分离的辣椒抗病基因同源序列(RGA)与已报道的辣椒抗病基因同源序列A5和A13都有99%的同源性。     

木薯一个假定的NBS类抗病基因的获得及其功能分析

根据已克隆植物NBS类抗病基因的保守结构域设计一对简并引物．以抗细菌性枯萎病木薯种质E1340基因组DNA为模板,通过PCR扩增获得大小约0．5kb的产物。该产物克隆、测序后比对木薯基因组数据库,分别获取其上下游各1．7kb和2．0kb的序列,进行基因预测。预测结果表明,扩增到的序列位于一个预测基因内,该基因命名为SNBl。序列分析表明,该基因编码986aa,具有NBS类抗病基因的结构特征,是一个假定的抗病基因,可能在木薯抗细菌性枯萎病过程中发挥重要作用。     

巴西橡胶NBS类抗病基因同源序列的克隆与分析

[目的]探讨巴西橡胶NBS类抗病基因同源序列的克隆与序列分析。[方法]以高抗炭疽病的巴西橡胶无性系R042为材料,根据抗病基因Prf、L6、N等的P．100p和GLPL保守结构域设计简并引物,从R042扩增具有抗病基因同源序列的片段,对分离获得的抗病基因同源序列进行Blastn、氨基酸同源性分析、序列比较和系统进化分析。[结果]从巴西橡胶高抗炭疽病无性系R042基因组DNA中分离获得1个NBS类抗病基因同源序列,经Blastn比对后发现,该抗病基因同源序列与毛果杨中的一个CC—NBS—LRR抗病蛋白的mRNA的序列同源性为66％,Blastn的E值为2e-24,推测氨基酸序列与已知抗病基因的相似性在26．9％～43．2％。[结论]序列比对与系统进化分析表明,该抗病基因同源序列具有NBS类抗病基因的所有保守序列,且与Xal的亲缘关系最近。     

基于重测序的晋汾52及其突变体抗性差异分析

[目的]名优谷子品种晋谷21号是由晋汾52辐射诱变而来,在病害抗性方面存在明显差异,本文旨在探明晋汾52和及其突变体品种晋谷21对植物病害抗/感的原因。[方法]通过利用全基因组重测序数据,对2个谷子品种在整个基因组水平和NBS类型基因中存在的差异和变异位点进行分析。[结果]对2个谷子品种在整个基因组中SNP、InDel、SNV和SV等位点分析发现,SNP的突变类型以纯合突变为主,InDel和SV突变数目在第8条染色最多;对2个品种的NBS类型基因分析,差异也主要存在于第8条染色体上,其变异类型和变异数目也是最多的。推测晋谷21的较晋汾52更感病很可能与NBS类基因的结构域缺失有关。[结论]2个品种NBS类型基因结构的差异可能是造成抗感差异的原因,该研究结果可为进一步分析确定抗病基因关键差异位点提供数据参考和理论依据。     

芝麻NBS - LRR类抗病基因同源序列的分离与分析

分离和分析芝麻抗、感茎点枯病材料的抗病基因同源序列(resistance gene analogs,RGAs),可以为芝麻抗茎点枯病相关基因的克隆奠定基础.根据已知植物抗病基因的NBS - LRR类保守结构域,合成了1对简并引物和2对特异引物,对6个抗茎点枯病芝麻品种中的抗病基因进行扩增,结果得到11条抗病基因同源序列...     

核桃NBS类抗病基因类似物的序列特征及其与炭疽病的抗性

【目的】利用同源序列法分离核桃的NBS（Nucleotide binding site）类抗病基因类似物,为核桃抗炭疽病分子辅助育种及抗病基因的克隆提供基础。【方法】以35个核桃优系为试材,利用接种法鉴定供试材料对炭疽病的抗性;根据已知植物抗病基因的保守结构域P-loop和GLPL设计简并引物,以核桃优系的基因组DNA为模板,通过PCR扩增NBS类抗病基因同源序列片段,并分析所得NBS类抗病基因类似物与核桃优系炭疽病抗性的关系;利用BLASTN/X程序对所得NBS序列在GenBank数据库中进行同源性搜索;利用MEGA 5.2及DNAman 7.0等软件对其进行序列相似性分析和系统进化研究。【结果】35个供试核桃优系中,有20个优系为抗炭疽病类型（R）,其相对抗性指数在0.63-0.82;有5个优系为中抗类型（M）,相对抗性指数在0.27-0.56;有10个为感病类型（S）,相对抗性指数在0.00-0.21。PCR结果显示,从20个抗炭疽病优系的基因组扩增得到20条NBS类抗病基因类似序列;而在其它15个优系（5个中抗优系和10个感病优系）中未扩增到条带,表明核桃NBS序列与炭疽病抗性相关联。BLASTN显示,所得NBS序列在核苷酸水平与GenBank中已知的核桃NBS序列(jrRGAPGs)存在89%-100%同源性,与其它物种NBS序列的同源性在69%以上;BLASTX显示,所得NBS序列与已知核桃NBS抗病蛋白同源性为77%-99%,与其它物种的NBS抗病蛋白同源性在49%-66%。氨基酸序列多重比对分析表明,所得核桃NBS序列均包含有抗病基因所具有的典型功能域,如P-loop、kinase-2、kinase-3和GLPL等,在典型功能域的核苷酸多态性（Pi）明显低于非保守区,有较高保守性。系统发育分析表明,在核苷酸水平上可将所得核桃优系的NBS序列区分为7类,在氨基酸水平上可分TIR和non-TIR两大类7个亚类;所得核桃NBS序列非同义替换率(dN)和同义替换率(dS)的比值dN/dS在0.00-0.95,为纯化选择。氨基酸序列相似性表明核桃优系不同NBS亚类间的相似度为28.3%-63.5%,与已知抗病基因相应区域的氨基酸相似性为22.0%-48.5%。【结论】核桃NBS类抗病基因类似物与炭疽病抗性相关联,NBS序列与其他物种抗病基因有较高同源性,包含抗病基因保守的功能域,在进化上为纯化选择。     

花生种皮中一种NBS类抗病基因的克隆与序列分析

利用植物抗病基因核苷酸结合位点（NBS）的保守区设计一对特异引物,以抗、感黄曲霉病花生品种J11和金花1012的种皮基因组DNA和RNA为材料进行DNA-PCR和RT-PCR扩增,经克隆、测序,得到一条504 bp的目的片段pnbs1,在GenBank上的登录号为GQ199610。Blast和Blastx分析发现pnbs1核苷酸序列与C8V1G10F抗性蛋白的核苷酸序列的同源性为89%,与抗性蛋白PLTR的氨基酸序列同源性为59%。该片段的氨基酸序列中含有抗病基因NBS区域的3个保守模体：GPGGVGKTT、KKFFIVLDDVW和STILLTTR,推测pnbs1可能是花生NBS类抗性基因的核心区域。     

2 种甘蔗病害胁迫果蔗NBS 类抗病基因 同源序列的表达分析

在眼斑病和轮斑病病原菌侵染下,分析果蔗NBS类抗病基因同源序列在侵染初期的表达情况,为后续克隆关键抗病基因、研究抗病机理提供理论依据。已克隆的7条果蔗RGAs可视为来源不同的3个基因片段。将2种病原菌分别针刺接种到感病基因型黔糖3号和抗病基因型黔糖5号叶片后,3条果蔗RGAs在2种病害侵染初期均受到不同程度的上调,RGA12478对两种病害的响应最为迅速,RGA5的表达量最高,尤其在轮斑病菌的胁迫下,RGA5在胁迫后12 h的表达量大约分别是同时间点RGA12478和RGA36表达量的16倍和6倍。因此,RGA5可认为是果蔗在抵御轮斑病和眼斑病侵染初期发挥主要作用的抗病基因片段,后续应结合RACE技术获得基因全长,作为关键抗病候选基因研究其功能和在外源信号因子作用下的表达情况,全面了解该抗病基因的抗病机理。     

谷子丝/苏氨酸蛋白激酶类抗病基因同源序列的克隆与分析

根据已知丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(STK)类抗病基因保守结构域设计简并引物,以抗锈病谷子品种十里香和感锈病谷子品种豫谷1号为材料,利用抗病候选基因(RGA)技术对谷子STK类抗病基因同源序列进行克隆和分析,以期为谷子抗锈病相关基因的克隆及抗锈机制的研究奠定基础。结果表明,从抗病材料中获得1条STK类似序列(STK 1),长度为474bp。BLASTP分析表明,该序列含有PKc保守结构域,且与小麦抗锈病激酶Lr10、水稻丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶受体PR5K、玉米丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶受体1、燕麦激酶受体LRK10等同源性在71%～76%。从谷子抗锈品种十里香中获得的STK类抗病基因同源序列可能是候选的谷子抗锈病相关基因。     

‘晋谷21’和矮秆品系‘21DG’营养品质及代谢组学分析

[目的]谷子是我国重要的杂粮作物之一,逐渐发展成为模式植物。籽粒脱壳后为小米,含有丰富的营养价值。为了探究矮秆品系‘21DG’小米的品质,我们对山西名优谷子品种‘晋谷21’和矮秆品系‘21DG’进行了营养品质鉴定和代谢组学分析。[方法]本研究对‘21DG’和‘晋谷21’进行米色分析、总类胡萝卜素含量和总类黄酮含量测定。基于UPLC-MS/MS技术进一步对‘21DG’和‘晋谷21’进行代谢物鉴定和差异代谢物筛选。[结果]结果显示,‘21DG’磨粉前后的米色均浅于‘晋谷21’,且总类胡萝卜素含量和总类黄酮含量也低于‘晋谷21’;然而,‘21DG’的粗脂肪和粗蛋白含量优于‘晋谷21’。在鉴定的2557个代谢物中共筛选到了213个差异代谢物,其中有125个含量显著升高,88个含量显著降低。KEGG代谢通路富集分析表明,‘晋谷21’和‘21DG’的黄酮类、氨基酸类及糖类的生物合成及代谢差异较大,这些物质与小米的品质密切相关。[结论]本研究中,‘21DG’的粗脂肪和粗蛋白含量高于‘晋谷21’;且在筛选到的差异代谢物中,有125个含量显著升高,与‘晋谷21’相比,‘21DG’的甲氧基香豆素、阿魏酸、...     

不同留苗方式与密度对晋谷21号农艺性状和产量的影响

通过对晋谷21号设置4个密度和4种留苗方式,研究其农艺性状及产量表现,结果表明,密度是影响产量的显著因素,随着密度和留苗方式的增加,晋谷21号穗长和穗粗呈降低趋势,产量在2~3株时表现最佳。晋谷21号旱地最佳种植密度为12 000株/667 m²,留苗方式为2~3株。     

单穴留苗数对晋谷21号茎秆机械强度和倒伏指数的影响

为探究单穴不同留苗数对晋谷21号茎秆机械强度及抗倒伏能力的影响,研究了在单穴留苗数为1,2,3,4,5株下的晋谷21号的茎秆特性,比较了单穴留苗数对茎秆机械强度和倒伏指数的影响。结果表明,晋谷21号在单穴留苗3株时,植株茎秆机械强度最高,倒伏指数最低;其次为单穴留苗2,4株。     

小麦NBS-LRR类抗病基因类似片段分离和定位

【目的】利用同源序列法分离小麦NBS-LRR类抗病基因类似片段,并验证其与小麦抗条锈病基因Yr26之间的关系。【方法】根据已克隆R（抗病）基因的保守结构域（NBS-LRR）设计简并引物,采用巢式PCR（Nested PCR）技术对小麦Yr26近等基因系材料Nan137的基因组DNA进行扩增;同时利用中国春缺失系对获得的抗病基因类似片段进行染色体定位分析,利用Yr26载体品种92R137和感病品种Avcoet S（AvS）创制的F2:3后代群体验证获得的片段与小麦抗条锈病基因Yr26的关系。【结果】通过巢式PCR方法,获得了4个通读的小麦抗病基因NBS-LRR 类抗病基因同源片段R105、R181、R326和R405,长度分别为369、589、528、618 bp;这4个片段均具有典型的NBS-LRR类的保守结构域,其核苷酸相似性为24.35%—38.36%。中国春缺失系定位结果显示片段R405被定位于Yr26所在的小麦缺失系C-1BL-6-0.32区段内,同时通过含196个单株的小群体检测结果表明该片段与Yr26共分离。【结论】从小麦近等基因系材料Nan137中获得了4个RGAs片段,其中片段R405可能是小麦抗条锈病基因Yr26的候选片段,但需进一步验证该候选片段的真实性。     

高产、抗病、鲜食型甘薯新品种郑薯21的选育

郑薯21是河南省农业科学院粮食作物研究所针对我国北方薯区选育的高产、优质、抗病、鲜食专用型甘薯新品种。该品种在河南省区试和生产试验中表现优异,已在生产上大面积推广应用。     

辣椒NBS-LRR类型抗病基因同源序列的克隆及分析

为研究辣椒NBS-LRR类抗病基因的结构和功能特点,运用前人根据NBS-LRR类抗病基因保守结构域(P-Loop和GLPL)设计的简并引物,以辣椒PBC631B的基因组DNA为模板进行PCR扩增,共获得17个具有完整开放阅读框的辣椒抗病基因同源序列(CaRGA01～CaRGA17)。多重序列比对显示这些序列都含有NBS-LRR类基因的6个保守结构域(P-loop、RNBS-A-nonTIR或RNBS-A-TIR、Kinase-2、RNBS-B、RNBS-C和GLPL)。与已知6个抗病基因(Gpa2、L6、M、N、Prf和RPM1)构建系统进化树,发现这17个序列被分为TIR-NBS-LRR和nonTIR-NBS-LRR2组,进一步划分为4个亚组(CaRGAⅠ～CaRGAⅣ)。其中,CaRGA01和CaRGA13分别与来自番茄Solanum lycop-ersicum抗细菌性斑点病基因Bs4和番茄Solanum sp.VFNT抗线虫基因Mi-1.4相似性最高,分别为90%和91%,推测这2个序列可能是相关抗病基因的一部分或与相关抗病基因属于同一家族。这些结果将为研究辣椒抗病相关基因提供理论依据。     

抗病威对瓜果类蔬菜病毒病和真菌类病害的防治效果

抗病威是一种新型抗病毒除霉助长剂。为探讨其对瓜果类蔬菜的防病效果,1993～1995年,先后在郾城、扶沟、长葛、上蔡等县进行了示范性试验。现将调查结果分析如下:1 抗病威对黄瓜花叶病的防治效果1.1 材料和方法 试验于1993年在郾城县黑龙潭乡半截塔村塑     

基于NBS-LRR类R基因保守结构域克隆瓠瓜抗病基因同源序列

【目的】分离鉴定瓠瓜Lagenaria siceraria抗病种质的抗病基因同源序列(Resistance gene analogs,RGAs),为瓠瓜功能性抗病基因的克隆及分子标记辅助育种奠定基础.【方法】根据已知核苷酸结合位点和富亮氨酸重复(Nucleotide binding site and leucine rich repeat,NBS-LRR)类抗病基因保守区设计简并引物,从"大籽瓠"抗性材料基因组DNA中分离抗病基因同源序列,并利用生物信息学软件进行长度变异、保守结构域、同源比对与系统进化分析.【结果和结论】基于同源克隆策略,获得23条瓠瓜NBS抗病同源序列,命名为HNB1~HNB23,Gen Bank登录号为KJ908192~KJ908214.序列分析及同源比对结果表明,这些RGAs长度变异在242~261 nt之间,18条序列具有连续开放阅读框(Open reading frame,ORF),推导氨基酸序列具有P-loop、Kinase-2a典型NBS类R基因保守结构域;核苷酸序列相似性为41.5%~98.8%,氨基酸序列相似性为21.5%~100.0%;利用NCBI Blast同源搜索发现,与其他植物尤其是冬瓜、黄瓜、葫芦及丝瓜的已知R基因具有40%~100%相似性;氨基酸序列聚类分析将其分为5个组;同源进化分析表明,23条瓠瓜RGAs均为non-TIR-NBS-LRR类R基因,与推导氨基酸序列多重比较结果一致.