寄主诱导的基因沉默提高植物真菌病害抗性研究进展

寄主诱导的基因沉默(host-induced gene silencing,HIGS)以病原菌生长发育、产孢繁殖、侵染或致病过程中的关键基因作为靶点,在寄主植物中表达针对靶基因的RNAi构建体,在病原菌侵染植物的过程中,摄入相应的ds RNA或si RNA分子,通过识别、结合特异核苷酸序列,干扰病菌靶基因表达,从而抑制病菌侵染和扩展,使植物表现抗病。这项技术为培育基于病原菌特异序列的植物抗病性奠定了基础,显示了巨大的应用潜力。本文综述了利用HIGS技术提高植物真菌病抗性的最新研究进展,总结了国内外利用这项技术改良植物真菌病害抗性的主要策略、技术路线,展望了发展应用前景。     

芥末精油对果蔬采后病原菌抑制效果的研究

研究了芥末精油对果蔬采后病原菌灰霉菌、链格孢、青霉菌和炭疽病菌的抑制效应,以确定其最低抑菌浓度与最低杀菌浓度。研究结果表明,芥末精油对供试的病原菌有较强的抑制效果,当芥末精油空间浓度达到2μL/L时,对4种病原菌的抑制作用均达到100％。相同浓度的芥末精油对不同的病原菌的抑制率均不同。     

病原菌全新致病机制“诱饵模式”被发现

<正>日前,科学杂志Science以研究长文"Research Article"在线发表了南京农业大学王源超教授团队关于作物疫病发生机制的突破性成果,该成果揭示了病原菌攻击宿主的全新致病机制"诱饵模式"(DECOY),为改良作物的持久抗病性提供了重要的新方向。该研究发现疫霉菌在侵染植物早期向胞外分泌糖基水解酶XEG1攻击植物细胞壁,而植物则利用水解酶抑制子GIP1抑制其活性;在进化的过程中,病原菌又获得了XEG1的失活突变     

植物天然免疫性研究进展及其对作物抗病育种的可能影响

植物定植在充满各种病原菌的环境中却能健康生长,显示其拥有一套免疫系统以应对病原物的侵染。最近,人们发现植物免疫系统至少包括2个层次：第一层为病原相关分子模式(PAMP)激发的免疫性(PTI),即植物通过细胞表面模式识别受体(PRRs)对病原菌的PAMPs进行分子识别,从而启动植物的防卫反应;第二层为病原菌效应子激发的免疫性(ETI),即有些毒性强的病原菌通过产生效应子(effectors)来抑制PTI,从而突破植物的第一道防线,而植物又进化出新的分子受体(例如R基因编码的NBS-LRR蛋白质)以侦察病原菌效应子并启动第二道防卫反应。数亿年来,病原菌的侵染和植物的防卫交替进行,促进了病原菌和植物基因组的共进化。最新的研究还发现,黄单胞杆菌TAL effectors和寄主植物DNA 的相互识别中,利用了精准的分子密码。TAL effector类蛋白识别植物靶基因的启动子序列,识别模式是2个氨基酸识别一个核苷酸。通过这种识别,TAL effector操控植物靶基因的表达,引起寄主植物的感病或抗病反应。上述抗病分子机理研究的突破,将对植物抗病育种产生重要影响。     

科学家发现miRNA和效应蛋白在植物与病原微生物战役中的新功能

正与人类一样,植物在生长发育过程中也会受到各种病原微生物的侵袭,且在长期进化中形成了复杂的防御体系,而病原微生物也发展出对抗寄主抗性的多种多样的策略。近日,中国科学院生物互作卓越创新中心研究员郭惠珊团队发现mi RNA和效应蛋白在植物与病原微生物战役中调控免疫和抑制免疫的新功能,并详细解析了它们的作用机制。"生长与防御的权衡"是植物协调生长与抗逆的平衡。在植物的免疫机制中,免疫受体R蛋白识别病原效应蛋白诱发的免疫反应和小分子RNA(si RNA/mi RNA)介导的RNA沉默是两种重要的防御途径。没有病原侵染时,如     

中科院植物所揭示植物免疫反应调控新途径

<正>为成功侵染植物,病原菌往往通过向植物细胞内注射效应蛋白,抑制宿主的免疫反应。而植物的NOD类受体(NLRs)可特异识别效应蛋白,并激发效应子触发的免疫反应(ETI)。但在无病原菌侵染时持续激活免疫反应对植物的正常生长发育是不利的。SUMO化修饰是一种蛋白质翻译后修饰,影响蛋白质活性、稳定性、相互作用、细胞内定位等。有研究结果表明,SUMO E3     

土壤放线菌K2的筛选、鉴定及其抑菌活性初探

筛选具有抑制植物病原菌活性的放线菌是农用抗生素开发的基础。通过平板对峙法筛选出8株拮抗放线菌菌株,采用生长速率法测定获得一株对植物病原菌有较好抑菌作用的菌株K2,并采用抑制菌丝生长速率法对其抑菌谱进行研究,以及进行菌种鉴定。生长速率法试验表明,放线菌菌株K2发酵液对10种供试植物病原菌菌丝生长均有不同程度的抑制作用,其中以对尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)抑制效果最好,抑菌率可达57.38%。根据形态学特征、生理生化特征和基于16S rDNA序列比对,鉴定菌株K2属于链霉菌属(Streptomyces)的一个菌株。放线菌K2的代谢产物具有较广的抑菌谱,对植物病原菌的防治有很大的研究开发潜力。     

周雪平科研团队揭示病毒抑制植物RNA沉默新机制

<正>日前,中国农业科学院植物保护研究所周雪平科研团队揭示了病毒抑制植物RNA沉默新机制。RNA沉默是一种由双链RNA诱导的、序列特异性的核酸降解和基因表达调控机制,RNA沉默是植物抵御病毒侵染的重要防卫机制。双生病毒是一类基因组为单链环状DNA的植物病     

邢维满课题组合作发现疫霉菌攻击大豆胞外免疫的新机制

<正>在病原菌侵染植物的早期,质外体是病原菌进入植物细胞的"必经之地",也是植物与病原菌战斗的最"前线"。植物分泌的防卫蛋白会与病原菌分泌的效应蛋白"正面交锋",发生一系列分子互作来"相互制衡"。在植物与病原菌之间的协同进化过程中,植物与病原菌各自都会不断进化出新的"武器"来"投入战斗"。近日,南京农业大学作物疫病团队与中国科学院上海植物逆境生物学研     

蔬菜常用杀菌剂——氰霜唑的使用与注意事项

<正>1.商品名氰霜唑、科佳。2.要剂型10%悬浮剂,40%颗粒剂。3.毒性低毒。4.作用机理氰霜唑是氰基咪唑类杀菌剂,对卵菌纲病原菌如疫霉菌、霜霉菌、假霜霉菌、腐霉菌等具有很高的活性,能阻碍病原菌在各个生育阶段的发育,属超级保护型杀菌剂。其作用机理是通过有效成分与植物病原菌细胞线粒体内膜的结合,阻碍膜内电子传递,干扰能量供应,从而起到杀灭病原菌的作用。5.产品特点1针对性强,效果好。对黄瓜、甜     

植物免疫调节小肽分子的形成和释放机制,或为作物抗病育种提供新思路

<正>昆虫啃食、动物践踏以及周边的不利环境都会造成植物的损伤,从而导致植物面临病原菌侵入的风险。损伤部位的植物细胞会释放出多种信号分子,激活周围组织中的防御反应,以对抗病原菌的侵入。这些信号分子被称为损伤相关的分子模式(damage associated molecular patterns, DAMPs),包括ATP、细胞壁衍生分子,小分子肽和谷氨酸。在拟南芥中,植物激发子肽(plant elicitor peptides,Peps)被认为是一种     

茉莉酸等3种因素刺激番茄LeWRKY1的表达特征分析

为了研究LeWRKY1参与植物抗逆反应的分子机理,采用实时荧光定量PCR技术研究了LeWRKY1在番茄灰霉菌（Botrytis cinerea）侵染、茉莉酸（jasmonic acid,JA）、水杨酸（salicylic acid,SA）刺激时的表达情况。结果表明：外源植物激素JA可诱导LeWRKY1的表达,而SA对其无明显诱导作用;番茄灰霉菌侵染可诱导LeWRKY1表达。LeWRKY1可能通过JA依赖而SA非依赖的信号途径参与番茄对番茄灰霉菌防御反应的应答。     

探索小分子RNAOsmiR393调节水稻分蘖、耐旱的分子机制

小分子RNA（MicroRNA）是一类内源非编码的单链小分子RNA（21～24nt），以序列特异性的方式在转录、转录后和翻译水平上对靶基因表达进行调控，是生物体内基因表达自我调控的一种重要手段。miR393被认为通过在生长素（IAA）途径的后转录过程中调控生长素受体，从而调控植物的生长发育和对逆境的反应。     

蔬菜常用杀菌剂——氯苯嘧啶醇的使用与注意事项

<正>1.商品名乐必耕、异嘧菌、氯苯嘧啶醇。2.主要剂型6%可湿性粉剂。3.毒性低毒。4.作用特点氯苯嘧啶醇是一种用于叶面喷洒的具有预防、治疗作用的杀菌剂,通过干扰病原菌甾醇及麦角甾醇的形成,从而影响正常生长发育。氯苯嘧啶醇不能抑制病原菌的萌发,但能抑制病原菌菌丝的生长、发育,致使不能侵染植物组织。     

茶饼病病原—Exobasidium vexans侵染茶树叶片过程的形态学观察

明确茶饼病病原在侵染茶树叶片过程中的形态特征,对于病害诊断及积极有效防控具有重要意义。采用过碘酸-希夫(氏)和甲苯胺蓝染色分析Exobasidium vexans侵染茶叶组织和细胞的过程。同时,采用台盼蓝、伊文思蓝染色及透射电镜对茶饼病样品植物细胞活力和病原菌生长进行观察。结果表明:组织染色及电镜发现在茶饼病2~3阶段有大量担孢子萌发和菌丝生长,茶树海绵组织细胞营养也逐渐消耗,担孢子和菌丝活力降低,茶树叶片细胞趋于死亡。本研究通过染色方法发现该病害在侵染各阶段的形态特征,通过透射电镜发现E.vexans病原对海绵组织细胞的结构影响。     

希金斯炭疽菌效应子基因ChEP085的功能研究

希金斯炭疽菌是一种半活体营养型真菌，能够引起十字花科炭疽病，对华南地区的菜心产业造成了严重危害。病原菌分泌的效应子能够帮助病原菌侵入寄主植物，在病原菌与植物互作过程中起到重要作用。为探究希金斯炭疽菌效应子在十字花科炭疽病致病过程中的作用。基于华南农业大学热带亚热带真菌研究室前期的研究结果，筛选得到一个候选效应子ChEP085,该效应子在N端含有一段21个氨基酸的信号肽。为明确该效应子的功能，以希金斯炭疽菌侵染拟南芥Col-0的cDNA为模板，利用qRT-PCR技术测定了ChEP085基因的表达情况，发现ChEP085基因在侵染24 h后有最大表达量。利用农杆菌介导马铃薯X病毒烟草瞬时表达体系对ChEP085基因进行了验证，结果表明：该基因能够稳定诱导烟草细胞坏死。将ChEP085基因构建到增强型绿色荧光蛋白载体pBinceGFP上，在烟草上瞬时表达ChEP085基因进行亚细胞定位，发现该效应子同时定位于细胞质和细胞膜上。删除位于N端的信号肽后，瞬时表达的效应子ChEP085在细胞核、细胞膜和细胞质中均有分布，说明信号肽影响ChEP085的定位。最后利用同源重组技术敲除ChEP085基因...     

木醋液及其与恶霉灵复配对13种植物病原真菌的抑制效果

为了研究木醋液和木醋液与农药复配后对植物病原真菌的抑制效果,利用不同的稀释倍数的木醋液和木醋液与农药恶霉灵复配后对立枯丝核菌、大豆菌核病菌、稻瘟病菌等13种植物病原真菌进行平板对峙试验。结果表明,木醋液稀释10倍,对植物病原菌的抑菌效果最好,对立枯丝核菌、大豆菌核病菌、禾谷镰刀菌、玉米链格孢菌均有抑制作用,对另外9种病原菌无抑制作用;其次是稀释1 000倍对玉米新月弯孢菌有抑制作用,对另外的12种病原菌无抑制作用;选用稀释10倍的木醋液与稀释3 000倍的恶霉灵复配,木醋液与恶霉灵的比例为10∶0时对立枯丝核菌抑制效果最好,抑菌率达到85%;木醋液与恶霉灵的比例为9∶1时对大豆菌核病菌抑制效果最好,抑菌率达到60%,均具有显著性,故复配比单独使用恶霉灵效果好。     

植物细胞壁在植物与病原菌互作中的作用

植物细胞壁是由纤维素、半纤维素、果胶等高分子质量的多糖及蛋白质组成的高度复杂的动态网络,包含细胞之间、细胞与周围环境之间物质和信号交流的重要通道,也是植物细胞抵抗外来病原菌侵染的重要屏障和寄主-病原物互作的重要场所。本研究对植物细胞壁与病原菌互作过程中在形态、化学成分上的变化,细胞壁的信号传导作用及细胞壁相关基因进行了综述。表明细胞壁并不是一层刚性的,无生命活力的机械支架,在病原菌侵染过程中,植物细胞壁通过形态改变、化学组成改变、信号传递及相关基因的诱导表达,对病原菌的入侵能够产生积极的抵抗作用。     

墨胚发生及其对小麦产量和品质的影响

小麦籽粒黑胚是一种真菌性病害，主要有互格链格孢，麦根腐德氏和镰孢霉三种病原菌，其中，互格链格孢是最常见的黑胚病原菌，黑胚病原菌多于籽粒发育期间侵染种子，通常，面团期是侵染的最佳时期黑胚抗性由一对或几对主基因控制，在分离群体中对黑胚抗性进行选择是有效的。     

基于立枯丝核菌侵染结缕草转录组数据的植物-病原菌互作分析

植物进化出复杂而精准的信号网络以调控寄主细胞响应病原菌侵染。为探究植物与病原菌互作过程的分子机制,本研究基于立枯丝核菌侵染结缕草的Zoysia·Unigene库与差异表达基因库,利用生物信息学分析主要生物代谢过程并筛选出结缕草与立枯丝核菌互作的分子过程,发现Ca²⁺调节与磷酸化两条路径与结缕草响应立枯丝核菌密切相关,且侵染24 h是互作的重要时间节点。本研究揭示结缕草与立枯丝核菌互作的分子机制,以期为草坪草在抗褐斑病的分子机制方面的研究提供理论依据。