茄子调控抗青枯病反应信号基因的筛选和鉴定

以抗青枯病茄子自交系‘E-31’为材料,利用病毒诱导的基因沉默（virus induced gene silencing,VIGS）技术沉默抗病材料中调控抗病相关的信号基因,研究其在茄子抗青枯病反应中的作用。qRT-PCR结果表明,与对照植株相比,VIGS诱导基因沉默植株,目的基因的表达量均下降。MAPK级联途径相关基因MKK2和MAPK6,SA途径中的信号基因PAD4、NPR1、SGT1、TGA和GluA,以及WRRY转录因子基因WRKY70沉默,接种青枯雷尔氏菌（Ralstonia solanacearum）后植株出现不同程度的枯萎,而对照植株无变化。MAPK级联途径相关基因MAPK3和MAPK4,SA途径中的信号基因NDR1,ET途径中的信号基因EIN2和EIL1,JA途径信号基因JAR1沉默后,植株均未出现萎蔫症状。研究结果表明,MKK2、MAPK6、PAD4、NPR1、SGT1、TGA、GluA和WRKY70等基因在茄子调控抗青枯病反应中起正调控作用,而MAPK3、MAPK4、NDR1、EIL1、EIN2和JAR1等基因可能未参与或起负调作用,推断茄子‘E-31’调控青枯病信号途径可能主要依赖于SA途径。     

葡萄VvACO1的表达及在拟南芥和番茄中的遗传转化

采用RT-PCR方法从葡萄（Vitis vinifera）叶片中克隆到1个ACC氧化酶（ACC Oxidase,ACO）基因,命名为VvACO1。序列分析表明,VvACO1的开放阅读框长度为957 bp,编码318个氨基酸,具有亮氨酸拉链、Fe²⁺结合基序和抗坏血酸结合位点等ACO蛋白的典型结构域;与烟草和番茄的ACO蛋白的相似度分别为87%和84%。组织特异性及乙烯诱导表达结果表明,VvACO1在葡萄叶片、卷须、幼茎、果实、花序、须根以及腋芽等组织中差异表达,并受到乙烯利的诱导上调表达。过表达VvACO1的番茄开花期及果实成熟期提前,过表达VvACO1的拟南芥叶片光合效率和叶绿素a的荧光强度明显下降。     

低夜温下番茄ABA缺失突变体和野生型叶片中miRNA差异表达分析

为揭示番茄叶片中miRNA对非生物胁迫的响应机制,以番茄ABA缺失突变体sit和野生型番茄RR为试验材料。采用实时荧光定量（qRT-PCR）技术检测叶片中6个miRNA（miR160、miR162、miR166、miR1919、miR397和miR6026）及其预测的靶基因在夜间低温和喷施外源ABA逆境胁迫下的表达情况。结果表明,在15 ℃夜温（对照）下,sit的ABA含量是60 ng · g^-1,RR是120 ng · g^-1,sit叶片的保卫细胞和气孔的开度都明显大于野生型RR,ABA缺失突变体sit中miRNA的表达量与野生型RR相比都显著下调,其靶基因除miR1919外,表达量都上调;夜间低温（6 ℃）处理12 h后,所有miRNA在sit中比RR中的表达量都显著增加;喷施80 mg · L^-1的ABA后,sit中miR162、miR166、miR1919及miR397比0 mg · L^-1 ABA处理的表达量显著上调。推测miR160、miR162和miR6026通过依赖ABA信号途径参与夜间低温胁迫。     

核盘菌对观赏向日葵防卫相关基因表达的影响

以观赏向日葵(Helianthus annuus L.)中一个矮向日葵品种为试材,通过对四叶期观赏向日葵进行核盘菌诱导,采用提取RNA进行反转录、PCR荧光定量等方法研究其防卫相关基因的表达,以期探究核盘菌时观赏向日葵防卫相关基因表达的影响。结果表明:核盘菌侵染对观赏向日葵水杨酸(SA)信号路径中的关键基因NPR1、PR1表达量发生上调;ET介导信号传递路径中关键基因PDF1.2表达量有所升高;JA/ET途径的关键"节"点基因MPK4、EDS1表达量上调变化;NPR1、PR1、EDS1、PDF1.2和MPK4均明显上调表达,由此表明,观赏向日葵受SA和JA信号的调控,核盘菌对观赏向日葵相关防卫基因表达有一定的影响。     

茉莉酸合成基因LoxD参与调控番茄的抗旱性

为了研究茉莉酸(JA)调节番茄抗旱的机理,以番茄品种‘Castlemart’茉莉酸合成基因LoxD过表达植株(LoxD-oe)、LoxD点突变植株(spr8)以及对应的野生型(WT)为材料,进行自然失水处理,分析叶片相对含水量、可溶性糖、丙二醛含量、气孔开度和保卫细胞中H₂O₂含量,以及ABA信号通路和质膜相关离子通道基因等表达的变化。结果表明,LoxD受干旱胁迫诱导,过表达LoxD基因提高了叶片相对含水量和可溶性糖含量,降低了MDA的含量,上调了SnRK2-like、SLAC1、AtrbohD、CPK1表达,下调ABI2、KAT1表达,激活了保卫细胞中H₂O₂信号,气孔开度变小,从而减少了干旱胁迫下水分的散失。说明LoxD基因参与了番茄抗旱性的调控。     

外源水杨酸对低温下黄瓜幼苗CsFAD的表达调控

为探究外源水杨酸（SA）对低温下黄瓜幼苗脂肪酸组成的影响,采用根系施用SA的方法,测定了正常生长温度和低温（8 ℃）条件下SA处理对黄瓜幼苗叶片中脂肪酸含量、组分,以及脂肪酸去饱和酶基因（CsFAD）表达水平的影响。结果表明：根系施用SA能降低叶片中因低温引起的丙二醛积累和相对电解质渗漏,维持细胞膜稳定性;低温引起叶片中总脂肪酸含量减少,C_18︰3等多不饱和脂肪酸相对含量降低,C_18:0、C_18:1等脂肪酸比例升高,脂肪酸双键指数降低;根系施用SA后,叶片中总脂肪酸含量、脂肪酸不饱和度及双键指数均得以恢复;低温诱导叶片中CsFAD的表达,低温下外源施用SA可进一步促进CsFAB2.1、CsFAB2.2、CsFAD2.1、CsFAD6和CsFAD7等的表达。总之,SA可以诱导黄瓜幼苗中CsFAD的表达,维持细胞膜脂肪酸不饱和度,提高细胞膜稳定性,诱导耐低温性。     

氟唑活化酯诱导大白菜抗根肿病效果与机理初步研究

为明确新型植物诱导抗病剂氟唑活化酯对大白菜根肿病的诱导抗病效果及抗病机理,研究了氟唑活化酯的诱导浓度、在白菜根部的运输过程以及氟唑活化酯诱导白菜后相关防御基因的表达情况。结果显示以氟唑活化酯25 mg ? L-1对大白菜进行叶面喷雾诱导时根肿病的病情指数最低。通过台盼蓝（Trypan blue）染色观察到氟唑活化酯诱导大白菜叶片后,根部对根肿菌也产生了一定的抗性。利用Real-time PCR技术检测大白菜防御相关基因的表达,发现氟唑活化酯诱导大白菜2 h后JA途径中的COI1和LOX2基因以及SA途径中的PR-1基因都有显著的过量表达,其中JA信号途径相关基因表达变化更明显。结果说明氟唑活化酯可以诱导大白菜产生系统获得抗性,两种信号传导途径都参与了抗病过程,但以JA途径为主,SA途径为辅。     

ToCV和TYLCV侵染番茄对烟粉虱解毒酶的影响

番茄病毒病已成为目前番茄生产最主要的病害之一,造成番茄的大量减产甚至绝收,其中番茄褪绿病毒（tomato chlorosis virus,To CV）和番茄黄化曲叶病毒（tomato yellow leaf curl virus,TYLCV）危害最为严重,二者的复合侵染还会对烟粉虱的取食、获毒以及传毒等行为产生一系列影响,给番茄病毒病的防治造成了很大困难。为了明确在To CV和TYLCV复合侵染条件下,烟粉虱取食带毒番茄对其体内解毒酶以及生理防御反应相关基因变化的影响,以便更好地对烟粉虱进行防治,通过酶活性测定和实时荧光定量PCR技术,研究烟粉虱取食To CV、TYLCV单独侵染及To CV+TYLCV复合侵染番茄48h后其体内解毒酶变化,并以健康番茄作为对照。结果表明,除取食To CV单独侵染番茄的烟粉虱谷胱甘肽S–转移酶（Glutathione S-transferase,GST）和UDP–葡萄糖醛酸转移酶（UDP-glucuronosy-ltransferase,UDPGT）活性较取食健康番茄烟粉虱下降,烟粉虱带毒后GST、羧酸酯酶（Carboxylesterase,Car E）...     

番茄抗病信号激素的芯片表达谱分析

以番茄为试材,采用Aglient芯片和实时荧光定量PCR技术,研究了乙烯、茉莉酸甲酯和水杨酸3种激素处理后番茄中差异表达明显基因尤其是抗病相关基因,以期为进一步研究抗病信号激素响应和信号通路之间的协同作用提供参考依据。结果表明:分别用ET、MeJA和SA处理番茄幼苗后,筛选确定2 261、8 302和9 479个差异表达基因。GO分析表明,差异表达基因多与激素和防御反应、发育过程、信号转导、蛋白质代谢途径相关。其中经3种激素处理后,检测分别有178和598个共同上调和下调的差异表达基因;其中481个是已知或预测功能的基因。通过实时荧光定量PCR技术验证了10个差异表达基因的表达情况,结果与芯片数据趋势一致。     

喀西茄WRKY基因的分离及其受黄萎病诱导的表达分析

利用已获得的喀西茄（Solanum aculeatissimum）接种黄萎病前后的根部转录组数据库,前期筛选得到了4个与植物WRKY转录因子蛋白一致性较高的Unigene序列。系统进化分析表明,这4个转录因子均含有典型的WRKY结构域,分别属于WRKY蛋白家族的第IC类、IIa类和III类。利用实时荧光定量PCR技术分析了这4个WRKY基因在喀西茄不同组织（根、茎和叶）以及接种黄萎病后根部不同时期的表达情况,结果表明,Unigene6502和Unigene20920在根部的表达量显著高于茎部和叶片,而CL1273.Contig2和CL3641.Contig1在叶片的表达量显著高于根部和茎部。这4个WRKY基因在喀西茄根部接种黄萎病菌后具有不同的表达模式,Unigene6502和Unigene20920接种后呈先上调后下调的表达模式,CL1273.Contig2和CL3641.Contig1分别呈上调和下调的表达模式。     

多抗番茄新品种京番102 的选育

京番102 是以自交系TB0098 为母本，以自交系TB0993 为父本配制而成的多抗性冬春茬粉果番茄一代杂种。早熟，播种至始收112 d（天）左右，无限生长类型，植株生长势强。中大型果，果实正圆形，果色靓丽，单果质量220～260 g；每穗坐果数3～5 个，果实均匀，商品果率高，持续坐果能力强。含有抗番茄黄化曲叶病毒病Ty1 和Ty3 基因位点、抗番茄花叶病毒病Tm2^a 基因位点、抗根结线虫Mi-1 基因位点和抗灰叶斑病Sm 基因位点，抗烟草花叶病毒病，每667 m² 产量9 000 kg 左右，适合北京、天津、河北、山东、辽宁等北方地区冬春茬保护地种植。     

钙素对SA诱导番茄幼苗抗灰霉病的调控作用

 为探索钙对水杨酸（SA）诱导番茄（Solanum lycopersicum）幼苗抗灰霉病的作用,采用‘L402’番茄品种,通过分别喷施8 mmol • L^-1 CaCl₂和5 mmol • L^-1 EGTA后再喷施2 mmol • L^-1 SA,3 d后接种灰霉病菌孢子的方法,研究了不同处理对番茄幼苗灰霉病病情指数、活性氧积累、主要防御酶活性及其基因表达的影响。结果表明：接种灰霉病菌孢子5 d后,SA处理的番茄幼苗病情指数比对照降低37.27%,Ca + SA处理较SA处理进一步降低18%;接种1 d和2 d后,叶片中产生速率和H₂O₂含量分别出现应激高峰,且处理间存在差异,与对照相比Ca + SA处理分别提高33.05%和29.31%,EGTA + SA处理分别降低32.62%和46.34%;叶片中抗病相关酶活性和基因表达在接种病菌后也出现应激高峰,其中Ca + SA处理显著提高了PAL、几丁质酶、β–1,3–葡聚糖酶活性,EGTA处理及EGTA + SA处理显著降低了PAL、几丁质酶、β–1,3–葡聚糖酶活性。上述结果表明,Ca²⁺在SA诱导番茄抗灰霉病中具有正调控作用,而且这种作用与PAL、几丁质酶、β–1,3–葡聚糖酶活性及其基因表达密切相关。     

基于分子检测技术的番茄和茄子嫁接番茄砧木培育方法

摘要：为了获得能够同时作为番茄和茄子嫁接的砧木，选用自主培育的多抗番茄砧木组合26个，国内优良番茄嫁接砧木品种4个和国外引进番茄嫁接砧木3个，分别进行抗病基因包括抗根结线虫的Mi1和Mi-2、抗颈腐根腐的Frl、抗枯萎病的I-2/5和抗黄萎病的Ve1基因的分子标记检测；同时还测定了砧木品种根、茎的主要生理指标，包括壮苗指数（茎粗/株高）、根系质量和下胚轴长度等。结果表明：番茄砧木嫁接试验中，番茄接穗的嫁接成活率和移栽成活率均在95.0%以上，茄子接穗的嫁接成活率和移栽成活率均在85.0%以上。筛选出的HC483、HC484、HC490、HC493、HC494、HC495、500-2、B2和Y1共9个砧木品种综合表现较为突出，而且以这些番茄砧木培育得到的种苗长势旺盛、根系发达且抗多种病虫害。     

加工番茄Ve-1、I-2、Mi-1和Pto基因关联变异位点的挖掘

为了开发番茄抗黄萎病、枯萎病、根结线虫和细菌性斑点病基因的高通量分子标记,以189份加工番茄核心种质为试材进行低倍重测序(0.5×),群体结构和主成分分析结果均将材料分为2个大的亚群。利用混合线性模型(Mixed linear model,MLM)对抗病基因Ve-1、I-2、Mi-1和Pto的分子标记检测结果进行全基因组关联分析(Genome-wide association study,GWAS),获得了与抗病基因紧密连锁的变异位点,并获得了Ve-1、I-2、Mi-1和Pto基因内部的单核苷酸多态性位点(Single nucleotide polymorphisms,SNPs),提高了基因检测的准确性。其中与Ve-1关联度最高的位点位于基因内部,与I-2、Mi-1与Pto关联度最高的位点位于基因侧翼,可能与不同材料内等位基因变异及变异频率有关。利用该群体还可以进行加工番茄其他性状的挖掘;通过明确等位基因的变异与材料抗病基因的关系获得的关联位点可以用于通量SNP标记的开发,进行分子辅助番茄育种,提高番茄育种效率。     

分子标记辅助聚合番茄抗病基因育种

利用番茄抗病基因Tm-2a、I-2、Mi-1、Cf-9的分子标记辅助选择,聚合抗烟草花叶病、抗枯萎病、抗根结线虫和抗叶霉病4个基因于番茄育种材料中。室内苗期接种鉴定和田间观察,获得的含4个抗性基因的株系L11、L19、L46和L51对4种病害都达到了抗级（R）水平,且具有较好的农艺性状,可作为抗病育种亲本。     

番茄抗枯萎病分子机制研究进展

为了促进番茄抗枯萎病分子育种及提供绿色防控依据,围绕番茄枯萎病发病症状、病原菌致病机制、番茄抗病机制等方面的研究成果,介绍了尖孢镰刀菌的定植机制和信号传导机制,并从寄主分泌抗真菌化合物、激发寄主信号传导途径及保卫反应、寄主抗性基因诱导表达等方面论述了番茄抗枯萎病分子机制的研究进展,最后进行展望。     

野生番茄LA2157中热稳定抗根结线虫基因Mi-9候选基因的分离与过表达载体构建

根结线虫是番茄上的重要土传病害,选育抗根结线虫品种是最有效的防治方法,但是目前转育到栽培番茄中的抗根结线虫基因Mi-1在土温高于28℃时就丧失了抗性。本试验利用热稳定抗根结线虫野生番茄材料LA2157,根据Mi-1基因的序列信息,对其中热稳定抗根结线虫Mi-9基因进行同源克隆,在LA2157中共获得2个候选基因片段;通过In-Fusion克隆技术,将候选基因与过表达载体p BI121进行连接,经电泳检测和测序分析,最终构建Mi-9候选基因的过表达重组载体。     

番茄绿果与红果颜色性状遗传的研究

以绿果番茄‘绿樱’和红果番茄‘TTD1003A’为亲本材料,构建4个世代P_1、P_2、F_1和F_2遗传群体,采用标准比色卡,对成熟果实的果色、果皮色、果肉色和胎座胶状物质颜色进行观察分析。结果表明:在F_2代分离群体中,果色分离比例为,红︰棕︰黄︰绿=9︰3︰3︰1;果皮色为,黄色︰透明=3︰1;果肉色为,红︰浅黄︰浅绿=12︰3︰1,即果色、果皮色和果肉色的遗传符合孟德尔遗传规律,且分别由两对、一对和两对核基因控制;果实绿色相对果实红色为隐性,果皮透明相对果皮黄色为隐性,果肉浅绿色相对果肉红色为隐性,果皮与果肉颜色独立遗传。同时,运用色差仪测定果实表面颜色的L值、a值和b值,计算色光值后,运用植物数量性状主基因+多基因遗传分析法分析得出:番茄果实绿色对红色的遗传可能符合两对加性—显性—上位性主基因+加性—显性多基因遗传(MX2-ADI-AD),其中两对主基因均以加性效应为主,第一对主基因的加性作用更为明显。在F_2代中,色差仪测定指标的主基因遗传率为76%~89%,而多基因遗传率接近0,即该组合控制果色性状的主基因遗传力很高,多基因遗传力很低,对番茄果色的选择应在分离早期世代进行。     

灰霉菌侵染对番茄幼苗活性氧积累及抗氧化酶活性的影响

为进一步分析活性氧和抗氧化防御系统在番茄抗病信号调控机制中的作用,为提高产量和品质提供科学依据,以4叶1心的番茄幼苗为试验材料,比较番茄幼苗受灰霉菌侵染后叶片O_2~-·以及抗氧化酶、内源褪黑素等的变化。结果表明:番茄幼苗接种灰霉菌后,随着时间的延长,幼苗叶片上病斑斑点逐渐增多,灰霉菌含量显著增多,叶色逐渐变浅,植株表现明显的发病症状;灰霉病菌侵染后番茄体内O_2~-·活性爆发,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性下降,过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性上升,褪黑素含量增加;上述变化都是番茄幼苗为了抵御灰霉菌的生物胁迫而发生的应激反应。综上,植物在遭受病原菌等生物胁迫时不能简单地推断SOD、CAT和POD等抗氧化酶活性一定升高,植物抵御病原菌侵染更多地依赖于抗性信号路径中信号物质的激活和积累。