外源茉莉酸甲酯诱导水稻抗瘟性相关防御酶和内源水杨酸的变化

 用外源茉莉酸甲酯(MeJA)处理抗稻瘟病近等基因系水稻CO39和C101LAC,显著减轻了稻瘟病的发生,而对稻瘟病菌孢子萌发及菌丝生长均无明显抑制作用,证实MeJA处理后稻瘟病病情指数的下降是由于MeJA提高了水稻幼苗的抗瘟性。对水稻抗瘟性重要防御酶的活性测定结果表明,苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和脂氧合酶(LOX)活性均在MeJA处理早期上升,与亲和性互作水稻相比,高度非亲和性互作水稻中的诱导活性增加明显,且速度快。对病程相关蛋白β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶的活性测定结果表明,高度非亲和性互作水稻PR蛋白活性的高峰期出现和强度也明显要早且高于亲和性互作水稻。对内源水杨酸(SA)的测定结果表明,不同亲和性互作水稻的SA含量均没有明显的变化,表明MeJA诱导的水稻信号通路可能与SA信号通路无关。     

水稻和稻瘟病菌互作中的信号传导及防御反应基因诱导表达的研究

 水稻和稻瘟病菌互作是研究植物与病原菌互作的模式体系。本文利用3个水稻抗稻瘟病近等基因品系(CO39、C101LAC和C101A51)和2个特异性菌株(M209和M210)构成不同亲和程度的互作关系,研究了稻瘟病菌对3个水稻信号传导途径关键酶合成基因、5个防御反应病程相关蛋白基因和1个防御反应转录因子调控基因诱导表达的作用。结果表明:稻瘟病菌诱导了各种互作关系中水稻OsLOX、OsAOS和OsPAL酶合成基因的表达,水稻启动了茉莉酸和水杨酸防御反应信号传导途径。在不亲和的互作反应中,稻瘟病菌能不同程度地诱导水稻OsPR1a、OsPR2、OsPR3-1、OsPR3-2和OsPR4基因的表达,从而有效激活了防御反应系统,使水稻植株表现为抗病;而在亲和的互作反应中,多数OsPR基因的表达水平低、时间短或没有表达,水稻植株表现为感病。OsMyb基因在各种互作关系中有不同的诱导表达。说明这些防御相关基因的诱导表达可能与水稻抗稻瘟病性相关。     

受烯丙异噻唑诱导的水稻叶片蛋白质表达差异分析

采用烯丙异噻唑对空育131水稻进行灌根处理,利用双向电泳技术分析诱导后的水稻叶片和对照叶片蛋白质的表达差异,通过PDQuest8.0.1软件分析比较诱导组和对照组的双向电泳图谱后找到10个差异表达(2倍以上)上调的蛋白质点,取其中表达量较大的8个进行质谱分析。结果显示,这8个蛋白分别具有泛醌-细胞色素C还原酶活性、苏氨酸肽链内切酶活性、苹果酸脱氢酶活性、甘油醛-3-磷酸脱氢酶活性、磷酸核酮糖羧化酶活性、交替氧化酶活性、抗坏血酸过氧化物酶活性和质体特异性30S核糖体蛋白质活性。其中P1、P3和P4蛋白参与植物的呼吸代谢途径;P2蛋白参与蛋白质降解途径;P5蛋白参与植物糖的合成;P6和P7蛋白参与活性氧代谢平衡。研究表明,烯丙异噻唑是通过增强水稻呼吸作用、激活蛋白质降解、促进抗病相关糖的合成和提高活性氧清除能力等从而提高水稻的抗病性。     

稻瘟病菌与水稻CO39近等基因系互作的寄生适合度属性研究

选用以CO39为遗传背景的水稻CO39抗稻瘟病近等基因系(NILs)与广东省稻瘟病菌4个优势生理小种(ZC₁₃、ZB₁、ZB₁₃和ZB₅)构成16个亲和性和非亲和性互作组合,对各互作的4个寄生适合度属性(病斑平均扩展速率、感病型病斑比例、侵染成功率和病斑单位面积平均产孢量)进行了方差分析、多重比较和相关分析。方差分析表明,水稻NILs各品种、稻瘟病菌各小种以及品种×小种互作间的差异极显著。经多重比较,品种CO39和C104PKT之间在接菌相同小种时差异极显著,而品种C101LAC和C101A51之间虽差异不显著,但与前两品种间的差异极显著;小种ZC₁₃和ZB₄之间除单位病斑面积产孢量外另3个属性上差异不显著,但都显著高于ZB₅和ZB₁₃,而且ZB₅也显著高于ZB₁₃。相关分析表明,4个属性中每2个属性间均呈显著正相关,说明病菌小种在这个遗传背景相同的近等基因系中,可能具有相似的生存方式,病菌一旦克服寄主某方面的抗性后,所有生存适应性都一起提高,这是由于寄主的遗传同质性引起的。     

茉莉酸甲酯对水稻白叶枯病的诱导抗性及相关防御酶活性的影响

为探索茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)诱导水稻抗白叶枯病的效应,采用MeJA喷雾处理剪叶接种法,测定MeJA对水稻幼苗的白叶枯病病情指数、白叶枯病病菌Xanthomonas oryzae pv.oryzae的抑菌效果及对叶片过氧化物酶(peroridase,POD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)和苯丙氨酸解氨酶(phenylalnaine ammonialyase,PAL)等相关防御酶活性的影响.0.05 ～ 2.0 mmol/L的MeJA能降低水稻幼苗白叶枯病的病情指数,但对水稻白叶枯病菌无直接抑菌活性;0.1 mmol/L MeJA的诱导效果最好,处理48h后,感病品种温229和抗病品种嘉早312的诱导效果分别为73.18％和70.43％;0.05 ～2.0mmol/L的MeJA处理水稻叶片中POD、CAT、SOD、PPO和PAL活性呈上升趋势.研究表明MeJA能诱导水稻幼苗对白叶枯病的抗性,且诱导抗性的产生与MeJA提高水稻相关防御酶的活性有关.     

茉莉酸甲酯对辣椒抗青枯病的诱导效应及抗氧化酶活性的影响

为探索茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)诱导辣椒抗青枯病的效应及与抗氧化酶活性的关系,以感青枯病品种粤红1号和抗青枯病品种辛香8号辣椒为试验材料,分别用浓度为0.025、0.05、0.1、0.5、1.0 mmol/L的MeJA浸种12 h和喷雾48 h处理后,接种浓度为107CFU/mL的青枯病菌Ralstonia solanacearum,测定MeJA对青枯病菌的抑制活性以及辣椒幼苗的病情指数、抗氧化酶活性和丙二醛含量。结果表明,0.025～1.0 mmol/L MeJA对青枯病菌无抑制作用;MeJA浸种处理对粤红1号和辛香8号辣椒幼苗的诱导效果最高,分别为21.38%和25.17%,而喷雾处理的诱导效果可依次提高至31.64%和37.30%,且诱导效果随MeJA浓度先升高后降低。与对照相比,MeJA处理后2个品种辣椒幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)及谷胱甘肽还原酶(GR)活性均随MeJA浓度先升高后降低,而丙二醛(MDA)含量则先降低后升高;CAT、POD、APX和GR活性最大值均为抗病品种辛香8号经MeJA喷雾处理后所达峰值,依次为13.51、49.27、11.58和5.28 U/g FW,MDA含量最低值为13.58μmol/g FW,而SOD活性最大值为感病品种粤红1号经MeJA喷雾处理所达峰值,为364.31 U/g FW。表明MeJA预处理可有效诱导辣椒抗青枯病,其诱导效应与其激活幼苗叶片抗氧化酶活性和降低丙二醛含量有关。     

尖镰孢胁迫下黄瓜茎部蛋白质差异表达分析

为揭示尖镰孢胁迫下黄瓜茎部蛋白质差异,以黄瓜枯萎病高抗品系‘D0327’和感病品系‘649’为试验材料,分别接种2个毒力不同的尖镰孢C9和S1菌株后提取黄瓜茎部蛋白,运用双向电泳技术研究了尖镰孢侵染后茎部蛋白质组的变化。结果表明,2个尖镰孢菌胁迫下,抗感材料茎部蛋白表达发生了变化。茎部蛋白质双向电泳图谱与对照图谱进行比较分析,成功鉴定出8个差异蛋白点。强毒力菌株C9胁迫下,感病品系中鉴定出3个差异蛋白,分别是烯醇化酶及亚基、肌动蛋白和放氧增强蛋白,抗病品系中差异蛋白为烯醇化酶及亚基、磷酸丙糖异构酶和核苷酸二磷酸激酶。弱毒力菌株S1胁迫下,感病品系中差异蛋白为Csf-2蛋白,抗病品系中差异蛋白为放氧增强蛋白。这些蛋白分别参与能量代谢、光合作用和胁迫反应。     

烟草叶片接种野火病菌后蛋白质表达差异

为了解烟草受野火病菌侵染后蛋白质表达变化情况,探讨烟草品种的抗病机制,本研究对烟草抗病品种‘K346’叶片进行人工接种,在接种后0～72h内分9次在接种点周围取无病原菌叶片组织提取叶片总蛋白,利用双向电泳技术分析接种处理叶片与未处理叶片的蛋白质表达差异,并选取6个减量表达蛋白点和4个增量表达蛋白点进行MALDI-TOF-MS质谱分析及数据库搜索鉴定,结果表明,6个减量表达蛋白包括参与植物呼吸代谢途径的ATP合成酶CF1α亚基、ATP合成酶CF1α链以及参与植物能量代谢循环途径的1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶相关蛋白;4个增量表达蛋白包括参与植物氨基酸代谢途径的谷氨酰胺合成酶、参与糖类和碳循环相关途径的高等植物光系统II氧复合物中Psbp A链蛋白、叶绿体景天庚酮糖-1,7-二磷酸酯酶和光捕获叶绿素a/b结合蛋白。经过蛋白质功能分析,推测烟草是通过加速植株生长、促进抗病相关糖和蛋白的表达、增强氨基酸代谢以及植株自身蛋白的修复等方式来提高抗病性。     

茉莉酸甲酯诱导大田水稻抗白叶枯病的效应研究

本研究以感白叶枯病水稻品种‘温229’为试验材料,通过茉莉酸甲酯(MeJA)浸种和喷雾处理幼苗期和孕穗期水稻,探索MeJA诱导大田水稻抗白叶枯病的效应。水稻幼苗期,0.004mmol/L MeJA浸种、0.1mmol/L MeJA喷雾、0.004mmol/L MeJA浸种后再用0.1mmol/L MeJA喷雾处理,均表现诱导幼苗抗白叶枯病的作用,其诱导效果最高达27.65%;其中,MeJA浸种再喷雾双重处理的效果与单一喷雾处理差异不显著,但与单一浸种处理达到显著性差异水平;水稻孕穗期,0.05~2.00mmol/L的MeJA喷雾后均可降低白叶枯病的病情指数,其中2011年MeJA诱导效果最佳的浓度为0.50mmol/L,而2012年和2013年则为1.00mmol/L,诱导效果最高为17.17%。以上结果表明,MeJA处理可有效缓解大田水稻幼苗和孕穗期白叶枯病的发生,其诱导效果可能与MeJA处理浓度、方法及水稻生育期有关。     

过氧化氢作用下东北红豆杉悬浮培养细胞中蛋白表达差异的研究

 东北红豆杉悬浮培养体系中加入一定浓度的过氧化氢,染色结果表明,过氧化氢可以诱导植物细胞发生过敏反应。应用蛋白质双向凝胶电泳技术,比较过氧化氢处理细胞与正常细胞的蛋白质组差异,分析过氧化氢对东北红豆杉细胞蛋白质表达的影响。结果表明,过氧化氢(3.5 mmol/L)处理48 h后的样品中有12个新增的差异蛋白点,而在对照中有1个特异蛋白点。这些差异蛋白可能与过氧化氢的作用及细胞发生过敏反应有关。     

苹果枝条表皮应答轮纹病菌侵染的蛋白质组学分析

 蛋白质提取方法是双向电泳分析的关键。本研究中,我们通过优化提取条件,建立了适于苹果枝条表皮总蛋白提取的技术体系。在此基础上,开展了苹果枝条表皮应答轮纹病菌侵染的蛋白质组学研究,以期明确轮纹病菌胁迫下苹果枝条表皮细胞参与抗病反应的关键蛋白。具体方法是以未接菌及接菌后的苹果枝条表皮为材料,分别提取总蛋白,利用双向凝胶电泳技术结合质谱(MALDI-TOF-TOF/MS)检测分析差异表达蛋白。经质谱检测及数据库检索,共有22个蛋白点得到成功鉴定,按照功能划分为光合作用相关、糖类及能量代谢相关、防御反应相关、蛋白质合成相关及未知功能蛋白等5类。其中参与防御反应的病程相关蛋白(APX、 β-1,3-葡聚糖酶、Mal d1、PR-1)可能是苹果枝条表皮细胞应答轮纹病菌胁迫过程中参与抗病反应的关键蛋白。     

茄青枯拉尔氏菌Rs-T02在3,4,5-三羟基苯甲酸甲酯作用下的差异蛋白分析

为探明3,4,5-三羟基苯甲酸甲酯(MG)抑制茄青枯拉尔氏菌的机制,利用二维电泳技术,分析了MG作用下茄青枯拉尔氏菌Rs-T02菌株的差异蛋白。结果发现在MG作用下的菌体中检测出29个差异蛋白点。采用质谱技术鉴定出22个差异蛋白,其中新增蛋白11种、缺失蛋白5种、表达上调蛋白1种和表达下降蛋白5种。这些蛋白参与能量代谢、信号转导、物质运输和DNA修复等途径。我们推测,与能量代谢相关的新增蛋白spot 9和缺失蛋白spot 65可能与MG抑制茄青枯拉尔氏菌的机制有关。     

稻瘟菌激发子CSB I专化性及相关性质研究

 以一套水稻抗稻瘟病近等基因系为材料,接种稻瘟菌(Magnaporthe grisea)细胞壁来源的糖蛋白激发子CSB I,其诱导植保素的积累在高度非亲和性互作水稻远高于亲和性互作水稻;研究同时表明,CSB I可专化性诱导完全非亲和性互作和高度非亲和性互作水稻的过敏性坏死反应;表明该激发子具有小种-品种专化性。经热、胰蛋白酶和过碘酸钠处理后的生物活性检测结果表明,CSB I的活性位点为糖基部分。经pH稳定性检测,CSB I在酸性及相对弱碱性条件下较稳定;而在强碱性条件下,激发子活性下降较多,甚至完全丧失。对CSB I诱导活性的有效浓度测定表明,激发子诱导水稻叶片酶活性升高的最低有效浓度为0.07~0.70 nmol/L。     

The nematicidal and proteomic effects of Huanong AVM (analog of avermectin) on the pine-wilt nematode, Bursaphelenchus xylophilus

Huanong AVM is a novel nematicide, which was synthesized from avermectin by selective oxidization of the hydroxyl group at C-4, followed by the reaction with glacial acetic acid. Effects of Huanong AVM on Bursaphelechus xylophilus are reported in this paper. Huanong AVM had strong nematicidal activity against B. xylophilus, with LC₅₀ values of 14.84 μg/mL, 12.49 μg/mL and 11.05 μg/mL, respectively, at 48 h, 72 h and 96 h after treatment. The proteins that responded to Huanong AVM were identified by proteomic analysis. 2-DE analysis revealed eighteen differentially accumulated protein spots. Five spots were successfully identified by MS analysis, and three Huanong AVM induced proteins were annotated in the database as LEVamisole resistant family member (lev-11), ACTin family member (act-4) and Hypothetical protein Y52B11A.10. Two Huanong AVM-up-regulated proteins were assigned as PIP Kinase family member (ppk-3) and Hypothetical protein B0432.6. These proteins are involved in signal transduction, maintaining cytoskeletal structure and LEVamisole resistance. These results point to pathways that are important for the mode of the action of Huanong AVM on B. xylophilus.