棉花黄萎病菌VdSge1基因的敲除与功能分析

为了明确棉花黄萎病菌大丽轮枝菌(Verticillium dahliae Kleb.)的VdSge1基因功能,本研究利用基因同源重组原理,通过构建敲除载体,对棉花黄萎病菌落叶型强致病力菌株V592的VdSge1基因进行了敲除,获得了4个目标基因敲除的突变体;以野生型菌株V592为对照,通过对敲除突变体生物学性状和致病性测定,结果表明,突变体的菌落生长速度、产孢量明显高于野生型,并且丧失对棉花的致病性。利用q RT-PCR对其他基因在突变体中的表达情况进行分析,结果表明,VdSge1基因敲除后,VMK1、VGB和VdGARP1的表达量随之下降,而VDH1和PevD1的表达却明显上升。由此说明,VdSge1基因与大丽轮枝菌的菌落生长速度、产孢量及致病性密切相关,并且可以影响其他一些基因的表达。     

棉花GhIQM1基因克隆及抗黄萎病功能分析

棉花是我国重要的经济作物,而黄萎病(Verticillium wilt)是棉花生产上的主要病害,严重危害棉花产量和纤维品质。本研究通过转录组数据分析筛选出1个与棉花抗病相关、不依赖Ca²⁺的钙调素结合蛋白基因GhIQM1。该基因受黄萎病菌和水杨酸(SA)诱导表达。利用病毒诱导的基因沉默(virus-induced gene silencing, VIGS)技术研究其在棉花抗黄萎病中的功能发现,抑制GhIQM1基因表达增强了植株对黄萎病的抗性, TRV:GhIQM1植株病情指数、维管束褐化程度、体内病原菌积累量都显著低于TRV:00。qRT-PCR分析表明,抑制GhIQM1表达的植株接种黄萎病后,作为参与水杨酸途径中的3个重要基因NPR1、NPR3和PR5的表达量显著高于对照。以上结果初步表明,GhIQM1基因可能通过抑制SA途径负调控了棉花的黄萎病抗性。     

棉花黄萎病菌与抗黄萎病遗传育种研究进展

简要综述了棉花黄萎病菌及抗黄萎病遗传育种的研究进展。研究表明 ,各地的棉花黄萎病菌均存在致病力的分化 ,其致病机理是病菌侵入棉花后菌丝及孢子在导管内大量繁殖 ,同时刺激邻近的薄壁细胞产生胶状物质及侵填体而堵塞导管 ,使水分和养分运输发生困难 ,更重要的是病菌在棉株体内产生的糖蛋白毒素作用的结果。棉花抗黄萎病的遗传方式争论较大 ,但一般在温室由单一菌系接种鉴定时棉花黄萎病抗性表现为单基因遗传 ,而在田间病圃或用多菌系混合鉴定时 ,棉花黄萎病抗性表现为多基因遗传。由于陆地棉内缺乏高抗黄萎病资源 ,给棉花抗黄萎病育种带来一定困难 ,但 90年代以来 ,已育成 86 - 6、川 73 7、川 2 80 2、豫棉 1 9号、豫棉 2 1号等一些抗黄萎病的新品种。上述抗黄萎病品种在棉花黄萎病综合防治中起了重要作用     

棉花抗黄萎病基因的QTL定位

以高感黄萎病的陆地棉品种"邯郸208"与高抗黄萎病海岛棉品种"Pima90"的136个F2单株为作图群体,构建了一个包括17个连锁群、标记间平均间距18.61cM、全长1842.8cM的陆海种间分子标记遗传连锁图,该图约覆盖棉花基因组的36.8%。单因子方差分析和复合区间作图检测到与黄萎病抗性相关的3个QTL,分别位于第四连锁群和第七连锁群上,分别解释表型变异方差的15.39%、54.11%和57.18%。初步认为海岛棉"Pima90"对陆地棉"邯郸208"的黄萎病抗性由两个主效QTL和一个微效QTL共同控制。     

李付广团队发现抗棉花黄萎病新基因

<正>近日,中国农业科学院棉花研究所研究员李付广团队对陆地棉核糖体蛋白基因GhRPL18A-6在棉花抗黄萎病过程中的功能和机制进行了系统研究。该研究团队发现,该基因能调控细胞壁合成、木质素合成等与抗病相关通路基因的表达,并在多个生长阶段提高转基因棉花的抗性水平。该研究为解析棉花黄萎病抗性提供了思路,并为抗病品种分子育种提供了新的抗病基因及种质资源。棉花黄萎病堪称棉花"癌症",陆地棉遗传背景狭窄,缺乏黄萎病抗性种质资源材料,通过传统育种方法     

棉花抗黄萎病的遗传

由大丽轮枝菌引起的棉花（Gossypiwm hirsutuon）黄萎病（Verticillium dahliae）是几乎所有棉花生产国的主要限制因子。培育抗黄萎病的棉花新品种是最有效而且是最可行的方法。尚不清楚棉花抗黄萎病性的遗传情况，特别是由土传病害大丽轮枝菌的落叶型病原型（D）和不落叶型病原型（ND）所引起的黄萎病的抗性的遗传。     

棉花黄萎病菌菌体蛋白与其致病类型的关系

经液休培养获得５个棉花黄萎病菌不同致病类型的菌体培养物，并进行了菌体蛋白的十二烷基硫酸钠－聚丙烯酰胺凝胶电泳（ＳＤＳ－ＰＡＧＥ）分析和氨基酸组成分分析。结果表明，美国落叶型Ｔ－９茵系的菌体蛋白电泳谱带数明显多于我国落叶型菌系ＶＤ－８菌系和３个不同致病类型的代表菌系，除安阳菌系外，其它４个菌系分别具有其蛋白特征带。我国落叶型ＶＤ－８菌系和强致病力类型泾阳菌系的菌体氨基酸含量明显高于中等致病力和弱致病力类型，落叶型和非落叶型菌系在某些氨基酸含量上具有明显差异。     

棉花抗黄萎病机制研究进展

从寄主与病原菌的识别、组织结构、生理生化、微生态等方面简要综述了棉花抗黄萎病机制约研究进畏,并就棉花抗黄萎病机制研究进行了展望。     

棉花抗黄萎病机制研究进展

棉花黄萎病是一种土传真菌维管束病害,严重影响棉花产量和纤维品质。常规的防治手段可以局部控制但不能有效防治,采用传统的抗病育种策略培育抗病品种成效缓慢,因此对其防治一直是棉花生产上的难题。目前越来越多的研究集中在棉花对黄萎病的抗病机制方面。本文结合其他植物抗病研究进展从抗病基因介导的信号路径、乙烯在棉花与黄萎病菌互作中的作用、棉花对黄萎病菌的生理生化抗性以及棉花组织结构与黄萎病菌的抗性等4个方面总结棉花抗黄萎病的机制,以望对棉花抗病分子育种提供借鉴。     

棉花抗黄萎病育种研究进展

归纳了近十年来棉花抗黄萎病育种的研究成果和进展,指出目前防治黄萎病最有效、最可行的方法就是培育棉花的抗病品种,分析了抗病育种工作中存在的问题,得到了目前主要存在5大问题：（1）缺乏陆地棉高抗抗源;（2）抗黄萎病育种周期长,且方法单一;（3）抗性遗传规律不清,抗性遗传基础狭窄;（4）分子标记辅助选择在抗病育种中存在很大的局限性;（5）抗病性鉴定方法欠缺。探讨了对现存问题的解决方法,认为可以通过以下几种方法：（1）通过远缘杂交,并结合多代回交和定向选择的方法创造新物种;（2）可以采用物理、化学、分子诱变等手段创造新材料;（3）可以通过现代生物技术,培育抗性材料;（4）可以只导入所需的抗性基因或采用RNAi技术培育抗性植株。同时对今后育种研究的方向进行了展望。国内外研究者已经通过各种育种手段培育出抗病品种,取得了一定进展,但至今尚无可以应用于生产实践的真正意义上的高抗黄萎病陆地棉品种。     

棉花抗黄萎病相关基因的序列和表达分析

黄萎病是棉花生产的主要病害,克隆抗病基因是培育棉花抗黄萎病品种的关键。本文根据前期的定位结果,结合棉花基因组测序信息,提取定位区段内基因组序列,预测获得63个基因。Gene Ontology分析表明63个基因参加多种生物进程,其中6个基因参与植物抗逆进程。根据Gene Ontology分析和前人研究结果,选择15个基因进行序列分析。启动子序列分析表明启动子区域包含各种抗逆的调控元件,其中6个基因包含了W-box元件。对海7124和苏棉8号棉花幼苗进行黄萎病菌处理,取病菌处理后不同时期的根,选择14个基因进行表达分析,结果表明在黄萎病菌处理后,有8个基因表达出现变化,其中在海7124和苏棉8号之间表达差异最大的基因是跨膜蛋白(Transmembrane protein 214-a isoform 1)、细胞色素P450(Cytochrome p450)和Udp-糖基转移酶UGT89A2(Udp-glycosyl transferase 89a2-like)基因。本研究为抗病基因克隆提供了候选基因。     

荧光标记基因转化棉花黄萎病菌及标记菌系选育

为了研究黄萎病菌的侵染机制,通过农杆菌介导的转化方法,将绿色荧光蛋白基因sGFP导入落叶型黄萎病菌VD07038,将红色荧光蛋白基因mCherryRFP导入非落叶型黄萎病菌Bp2中,分别获得了具有绿色、红色荧光信号的阳性转化子。经过分子验证和连续继代培养,证明了这些转化子具有遗传稳定的对潮霉素的抗性。通过对转化子的菌落形态、生长速度和致病力进行检测,发现大部分转化子与野生型基本一致,少量转化子发生变异,其中转化子Bp2R-30不能产生微菌核,致病力显著下降。利用荧光显微镜观察了转化子VD07038G-10在感病棉花品种苏棉22幼苗根部的侵染情况。结果表明,在接菌12 h后VD07038G-10的孢子可吸附在根表面;接种7~9 d后,菌丝入侵到棉花根部的维管组织。本研究获得的荧光蛋白标记的棉花黄萎病菌VD07038G-10可用于实时观测黄萎病菌侵染棉花根系的过程,并且可以定量鉴定不同棉花品种对该菌系的抗性,为棉花黄萎病菌抗性鉴定提供一种新方法。     

利用WGCNA鉴定棉花抗黄萎病相关基因共表达网络

加权基因共表达网络分析(Weighted Gene Co-expression Network Analysis, WGCNA)作为一种典型的系统生物学方法,可用来鉴定协同表达的基因模块,探索模块与目标性状之间的生物学相关性,并挖掘网络中的核心基因。黄萎病(Verticilliumwilt)可严重降低棉花(Gossypiumspp.)的产量及品质,因此研究抗病基因及抗病机制,对于棉花抗病育种工作具有重要意义。本研究以黄萎病菌侵染不同时间点的海岛棉(Gossypium barbadense)幼苗根尖转录组数据为基础,分析其差异表达基因,并选取在不同样本之间表达水平变异最大的前50%基因(共35,647个)进行WGCNA。结果表明,在黄萎病菌侵染条件下,共有22,850个基因差异表达,其中4685个为所有侵染时间点共有的差异基因。共鉴定到18个基因共表达模块,其中5个为抗黄萎病相关特异性模块(black、mediumpurple3、darkolivegreen、plum3模块分别与侵染2 h、6 h、48 h、72 h时间点正相关; mediumpurple2与侵染2 h时间点负相关)。G...     

植物鸟氨酸脱羧酶家族基因鉴定及进化分析

精氨酸脱羧酶(ADC)和鸟氨酸脱羧酶(ODC)共同负责腐胺的合成,而烟草等茄科植物中,因为腐胺是尼古丁的前体,ADC、ODC对于尼古丁合成具有特殊意义。为系统梳理ODC和ADC在植物基因组中的状况,我们对其基因进行了全面的鉴定和进化分析,并重点考察了其在茄科植物番茄中的表达。首先,我们从已阐明功能的ADC和ODC蛋白序列中,均鉴定了两个保守结构域;在此基础上,结合HMMER和BLAST,从10个植物基因组中共鉴定得到了46个鸟氨酸脱羧酶家族基因。对其构建进化树,发现它们分成3个亚家族:ODC、ADC和DapDc;这些基因均为脱羧酶基因。人类和酵母基因均聚在ODC这一枝,表明ODC在本家族中进化最早。拟南芥和苔藓中均不存在ODC基因,表明此基因在这两个植物基因组中发生了丢失。ADC基因在植物登陆后才得以进化形成。DapDc基因数目极为保守,表明它在植物进化过程中受到了严格的控制。     

棉花黄萎病菌致病类型研究

以研究手段为主线,从形态学特征、凝胶电泳、血清学反应、营养体亲和性及几项分子生物学技术等方面讨论了目前国内外在划分棉花黄萎病菌种内致病类型上的研究进展状况,并在本文基础上作了总结。     

棉花黄萎病菌鉴定技术进展

黄萎病作为一种危害严重的世界性病害，如何快速有效地鉴定黄萎病菌已成为当今学术界普遍关心的问题。本文综述国内外有关黄萎病菌鉴定技术的发展动态，旨在为从事棉花黄萎病研究的科学工作者提供可资借鉴的研究信息     

山西棉花黄萎病菌致病性研究

2001年8月在山西省主产棉区运城、临汾、晋东南、晋中有代表性地取样、分离、纯化、鉴定,取得了19个黄萎病菌代表菌系和3个对照菌系。2002-2003年观察鉴定,山西省的19个代表菌系均属大丽轮枝菌(VerticilliumdahliaeKleb.)。这些菌系在PDA平皿上菌落的增长量、微菌核形成的快慢、数量、形状和大小变化以及黑色素产生的比值等均有差异,其致病力也不同。经温室致病力测定将其划分为3个不同的生理类型,即致病力强的落叶型Ⅰ型、致病力中等的Ⅱ型、致病力弱的Ⅲ型,分别占50.0%、36.4%、13.6%。由于致病力的差异,棉花黄萎病田间的症状表现也不同。     

棉花黄萎病菌分子生物学研究新进展

本文以分子生物学研究手段为纲 ,从RFLP、RAPD、ITS等方面 ,综述了国内外在棉花黄萎病菌种内划分及致病力分化上的研究状况及最新进展     

棉花内生拮抗菌Paenibacillus xylanilyticus YUPP-1抗黄萎病研究

 在棉花现蕾期筛选到一个高抗黄萎病的内生菌菌株,根据16S rDNA序列同源性,将其命名为Paenibacillus xylanilyticus YUPP-1(解木聚糖类芽孢杆菌YUPP-1)。当把该菌标记后,每株棉花施用该菌株达到1×10⁶ cfu时,该菌能顺利定殖于棉花体内。室内盆栽抗病实验表明：当生防菌灌根处理的菌量为每株1×10⁶,1×10⁷,1×10⁸ cfu,其在结铃期的发病株率仅为8%,5%和2%,而此时对照的发病株率高达96%。2008－2009年的小区防治结果表明：当生防菌灌根处理的菌量为每株1×10⁸ cfu时,2008年处理区的棉花黄萎病发病株率和病指为14.8%和8.5,对照分别为53.3%和26.5,2009年处理区的棉花黄萎病发病株率和病指为9.4%和6.5,对照为37.8%和18.8。这些结果表明,解木聚糖类芽孢杆菌YUPP-1对防治棉花黄萎病具有巨大的应用潜力。     

棉花黄萎病菌的研究及最新进展

详述了棉花黄萎病菌从发展（１９１４年）至目前,在种、生理型、生理小种的鉴定,营养体亲和性,形态及变异,寄主范围,土壤分布及监测,致病机制,生理生化,同功酶分析及分子生物学等方面的研究及最新进展。