湘资3150 微效抗瘟性基因鉴定

 以湘资3150 和CO39 为亲本建立F10 重组自交系群体为材料, 在桃江病圃应用自然诱发接种法对群体的田间叶瘟抗性表现进行了分析。结果表明, 在LOD 2. 5 的域值上,共检测到14 个有效的微效基因QTL 位点(LOD 值均大于2. 5),分别位于水稻第3、8 和10 染色体上,其表型变异贡献值差异比较大,介于11. 78% ~ 40. 57% 之间;表明可能控制不同抗性表型的QTL 紧密连锁或者同一个QTL 对不同的抗性表型均具有抗性贡献。     

玉米茉莉酸信号途径参与抵抗玉米褪绿斑驳病毒的侵染

为研究茉莉酸（jasmonic acid, JA）信号途径在玉米响应玉米褪绿斑驳病毒（maize chloroticmottle virus, MCMV）侵染中的作用,利用外源喷施茉莉酸甲酯 （methyl jasmonate, MeJA）方法,采用病毒诱导的基因沉默技术以及玉米原生质体过表达探究JA信号途径是否参与玉米抗MCMV侵染。结果表明,相比于对照, MCMV在外源喷施MeJA的玉米植株上引起的褪绿和花叶症状明显减轻, MCMV基因组RNA积累水平下降了69%,外壳蛋白 （coat protein, CP）积累水平下降了43%,表明MeJA处理提升了玉米植株对MCMV的抗性。在沉默JA信号途径抑制基因 ZmJAZ5的玉米植株上,相比于对照植株, MCMV引起的褪绿及花叶症状也明显减轻, MCMV的基因组RNA积累水平下降了71%, CP积累水平下降了56%。在玉米原生质体中过表达ZmJAZ5后,与对照相比, MCMV基因组RNA积累水平上升了1.58倍, CP积累水平上升了1.34倍。表明JA信号途径在玉米抵抗MCMV侵染过程中发挥着关键作用。     

茉莉酸对PR-1、PR-2、PR-5和Ta-JA2基因 表达以及小麦白粉病抗性的诱导

 为了探索小麦抗白粉病分子机理,明确茉莉酸对小麦白粉病抗性的诱导作用、对植物抗病性标志基因PR-1、PR-2、PR-5和本实验室克隆的1个新基因Ta-JA2的激活作用,以及抗病性变化与基因表达变化之间的相关性,本研究以感白粉病的小麦品种“中国春”、“濮麦9号” 和“周麦18”为材料,用茉莉酸甲酯（methyl jasmonate,MeJA）喷洒小麦幼苗叶片进行诱导,通过离体叶段培养法接种白粉菌（Blumeria graminis f. sp. tritici,Bgt）进行抗性鉴定;用实时定量PCR技术检测小麦叶片中PR-1、PR-2、PR-5和Ta-JA2基因的表达变化。结果表明MeJA处理可以显著提高“中国春”、“濮麦9号”和“周麦18”对白粉菌的抗病水平。茉莉酸处理显著激活了PR-1、PR-2、PR-5和Ta-JA2的转录。茉莉酸诱导的抗病性提高与抗病标志基因PR-1、PR-2、PR-5及Ta-JA2的表达增强呈正相关。植物激素茉莉酸是小麦抗白粉病反应的信号分子。     

Identification of avirulence genes in the rice blast fungus corresponding to three resistance genes in Japanese differentials

The pathogenicity of progeny from crosses among three Chinese isolates of Magnaporthe grisea collected from rice was tested on three Japanese differentials (Ishikarishiroke, Aichiasahi, K 59) having the blast resistance genes Pii, Pia, and Pit, respectively. Monogenic control was demonstrated for avirulence to the differentials. To identify resistance genes corresponding to the avirulence genes, the resistance and susceptibility in F₃ lines of the cultivars in response to the parents of the crosses were analyzed genetically. The three avirulence genes identified, designated Avr-Pii, Avr-Pia, and Avr-Pit, appear to correspond to resistance genes Pii, Pia, and Pit, respectively. The monogenic control of avirulence in the fungus and monogenic dominant resistance in rice cultivars supports a gene-for-gene relation in the Pii-, Pia-, or Pit-dependent resistance to the rice blast fungus in rice cultivars.     

广东省主栽水稻品种稻瘟病主效抗性基因的鉴定及分析

利用稻瘟病抗性基因进行抗病新品种的培育是控制稻瘟病害最经济、有效的措施。为了明确当前广东省水稻稻瘟病抗性基因的分布特点,本研究利用Pi1、Pi2、Pi9、Pib、Pita等5个已克隆主效抗稻瘟病基因的分子标记,结合叶瘟和穗颈瘟自然抗性鉴定,对70份广东省主栽水稻品种和骨干亲本抗稻瘟病基因的组成进行了分析。结果显示,含有Pi2抗性基因的水稻品种有10份(占14.3%),抗性贡献率显著;Pib和Pita的检出率较高,分别为42份(60%)和37份(52.9%),但对广东省稻瘟病菌的抗性较弱;未检测到上述已知主效抗稻瘟病基因的有13份(18.6%),表现为感稻瘟病;全部供试材料均未检测到含有Pi1和Pi9抗性基因。本研究揭示了广东省主栽水稻品种和骨干亲本抗稻瘟病基因的组成及其对稻瘟病抗性的贡献,为华南稻区抗病新品种的培育提供重要参考。     

广东省主栽水稻品种稻瘟病主效抗性基因的鉴定及分析

 利用稻瘟病抗性基因进行抗病新品种的培育是控制稻瘟病害最经济、有效的措施。为了明确当前广东省水稻稻瘟病抗性基因的分布特点,本研究利用Pi1、Pi2、Pi9、Pib、Pita等5个已克隆主效抗稻瘟病基因的分子标记,结合叶瘟和穗颈瘟自然抗性鉴定,对70份广东省主栽水稻品种和骨干亲本抗稻瘟病基因的组成进行了分析。结果显示,含有Pi2抗性基因的水稻品种有10份(占14.3%),抗性贡献率显著;Pib和Pita的检出率较高,分别为42份(60%)和37份(52.9%),但对广东省稻瘟病菌的抗性较弱;未检测到上述已知主效抗稻瘟病基因的有13份(18.6%),表现为感稻瘟病;全部供试材料均未检测到含有Pi1和Pi9抗性基因。本研究揭示了广东省主栽水稻品种和骨干亲本抗稻瘟病基因的组成及其对稻瘟病抗性的贡献,为华南稻区抗病新品种的培育提供重要参考。     

水稻矮缩病毒对3种内源激素含量及代谢相关基因转录水平的影响

本文以抗病品种宜香2292(Oryzas ativa L. ssp. indica cv. Yixiang 2292)为材料,采用高效液相色谱技术(HPLC)和Real-time PCR技术研究了水稻矮缩病毒(Rice dwarfvirus,RDV)胁迫下水稻内源赤霉素(GA3)、生长素(IAA)和脱落酸(ABA)的动态变化。结果表明,受RDV侵染后,病株体内GA3含量显著低于健株,在显症后的第1d和第10d最为明显,分别较健株低6.28和5.92倍;IAA含量呈现波动变化,但病株体内的IAA含量始终较健株低,在显症后的10d最为明显,比健株低3.58倍;与GA3和IAA相反,病株体内ABA的含量始终高于健株,显症后的第1d和第13d最为明显,分别较健株高2.29和2.84倍。Real-time PCR定量检测了植物内源激素相关基因mRNA的表达,结果显示,GA3代谢相关的氧化还原酶基因表现为下调,而IAA和ABA代谢相关的Cullin-1和P-glycoprotein1基因表现出不同程度的上调。以上结果表明:水稻矮缩病的症状表现可能与病株体内的植物内源激素失调有关。     

柑橘黄龙病侵染相关抗病基因同源序列的克隆鉴定与表达分析

[目的]从黄龙病耐病寄主植物cDNA中筛选抗病基因相关序列并对其进行表达分析研究。[方法]根据已克隆的植物抗性基因表达产物NBS-LRR保守区域设计简并引物,以耐HLB的柑橘属柚cDNA为模板扩增RGAs,并进行实时荧光定量PCR。[结果]通过RFLP分析及克隆测序共得到5个NBS类抗病基因相似序列(RGAs)片段,在GenBank上登录号为HM777043～HM777047。通过Clustalx、DNAMAN等软件分析5个RGAs及其推导的氨基酸的相似性,结果显示它们均含有典型NBS-LRR类抗性基因所具有的保守区域:P-loop、Kinase-2a、GL-PLAL,其与已克隆的烟草N、亚麻L6、拟南芥RPS2、RPS5、RPP8、RPM1等抗病基因在保守区域氨基酸水平上的相似性为19.71%～42.86%。根据得到的序列设计特异性引物,对5个RGAs在HLB侵染过程中的表达进行定量PCR,结果显示嫁接病芽接穗后的8次连续采样中5个RGA的表达受到不同程度的调控。[结论]表明5个RGAs可能与黄龙病的侵染有关。     

小麦凝集素类受体激酶TaLecRLK1的鉴定及抗锈病功能分析

凝集素类受体激酶(lectin receptor-like kinase, LecRLKs)是一类在植物应答多种生物/非生物胁迫中发挥重要作用的类受体激酶。本研究在小麦与条锈菌互作的转录组中筛选到1个在小麦与条锈菌非亲和互作中显著上调表达的LecRLKs基因TaLecRLK1。该基因全长2 292 bp,编码蛋白含有1个胞外信号肽、B-lectin结构域、PAN＿AP结构域、跨膜域和胞内酪氨酸激酶域。qRT-PCR分析表明：TaLecRLK1在小麦与条锈菌非亲和互作早期诱导表达,在烟草及小麦原生质体中瞬时表达,TaLecRLK1-GFP定位在细胞膜上。利用大麦条纹花叶病毒介导的基因沉默技术(BSMV-VIGS)沉默TaLecRLK1,接种无毒性条锈菌小种CYR23后,沉默叶片表面产生少量夏孢子堆,组织学观察发现沉默植株中条锈菌菌丝长度增长、侵染点附近活性氧积累面积减少;TaPR1、TaPR2、TaPR5的表达受到抑制,TaCAT和TaSOD则被迅速诱导表达。综上所述,TaLecRLK1对小麦抗条锈病起到正调控作用。     

二化螟dsRNA降解酶基因的克隆与表达分析

为解析二化螟Chilo suppressalis体内参与降解双链RNA(double-stranded RNA,dsRNA)的关键核酸酶的功能,克隆二化螟不同的非专一性核酸酶（non-specific nuclease,NUC）基因,并对这些基因进行生物信息学分析和组织定量表达分析,同时对dsRNA降解酶（dsRNA degrading nuclease,dsRNase）活力的组织分布进行研究。结果显示,共克隆获得5个NUC基因,其中有4个编码dsRNase亚家族基因（CsdsRNase1～CsdsRNase4）和1个编码Endonuclease G亚家族基因（CsEndoG）。5个NUC基因的开放阅读框核苷酸序列长度范围为828～1 338 bp,编码275～445个氨基酸残基,其分子量大小为31.68～49.57 kD,预测等电点为5.48～9.42。CsdsRNase1和CsdsRNase2含有信号肽序列,两者相似度极高,且与家蚕Bombyx mori和斜纹夜蛾Spodoptera litura中具有dsRNA降解酶活力的dsRNase同源聚类;CsdsRNase1和CsdsRN...     

辣椒PP2C家族基因鉴定与响应低温胁迫的表达分析

对辣椒PP2C基因家族成员进行全基因组鉴定和特征分析,并研究CaPP2Cs基因在低温胁迫下的表达模式,结果表明：在辣椒参考基因组共系统鉴定出99个CaPP2Cs基因家族成员,并不均匀地分布在12条染色体上,CaPP2Cs基因编码的氨基酸数介于99~1 572 aa,分子量介于10.94~178.40 Da,等电点介于4.08~9.51。系统进化树分析可将辣椒和拟南芥的PP2C基因分为13个亚族,每个亚族均含有辣椒PP2C基因,基因结构分析表明CaPP2Cs基因的外显子数量介于1~18;在CaPP2Cs基因的启动子中发现许多与光、低温和激素响应有关的顺式作用元件。转录组数据分析表明,CaPP2C31基因在叶片中的表达量显著高于其他基因,CaPP2C16则特异性地表达于授粉后50 d的胎座中。低温处理24 h时,CaPP2C97和CaPP2C3在叶片中呈现显著的下调表达;低温处理1 h时,CaPP2C36、CaPP2C5、CaPP2C53、CaPP2C43、CaPP2C99等基因在根中明显上调,CaPP2C19、CaPP2C23、CaPP2C44、CaPP2C95则显著下调,表明CaPP2Cs可能在辣椒响应低温胁迫中发挥作用。     

四种P450基因调控小菜蛾对氯虫苯甲酰胺的抗性

为研究CYP6家族P450基因在小菜蛾Plutella xylostella代谢氯虫苯甲酰胺中的作用,利用浸叶法测定不同小菜蛾种群3龄幼虫对氯虫苯甲酰的抗性水平,采用实时荧光定量PCR(quantitative realtime PCR,q RT-PCR)方法分析CYP1v3、CYP1v4、CYP6B6和CYP6f这4种P450基因在小菜蛾不同抗性种群体内的表达差异及杀虫剂的短期诱导效应,并通过RNA干扰技术沉默4种P450基因后分析小菜蛾对氯虫苯甲酰胺的敏感性。结果显示,4种P450基因在中等抗性水平小菜蛾种群体内高表达;氯虫苯甲酰胺处理可诱导4种基因显著上调表达。分别沉默4种P450基因后,处理组小菜蛾的P450酶活力显著下降37.60%～54.82%,且处理组小菜蛾的死亡率显著高于对照组;同时沉默4种基因处理组的小菜蛾P450酶活力显著低于其他各处理组。表明4种P450基因可能同时参于小菜蛾对氯虫苯甲酰胺的代谢。     

十字花科黑腐病菌应急反应相关基因spoT_(Xcc)对T3SS基因调控作用的分析

通过反向遗传学方法和半定量RT-PCR方法,研究了十字花科黑腐病菌中被注释的应急反应相关基因spoT_(Xcc)与Ⅲ型分泌系统(T3SS)基因的调控关系。基于自杀质粒pK18mob同源整合方法构建了十字花科黑腐病菌spoT_(Xcc)基因(XC_0956)的非极性整合突变体,检测了突变体的多种表型,发现spoT_(Xcc)突变体延迟了在非寄主植物辣椒ECW-10R上引发的过敏反应(HR)。利用GUS(β-葡糖苷酸酶)活性检测、原位组织染色和半定量RT-PCR的方法,发现T3SS相关基因在spoT_(Xcc)基因的非极性整合突变体中表达量降低,表明十字花科黑腐病菌中被注释的应急反应相关基因spoT_(Xcc)显著正调控T3SS相关基因的表达。     

抗条锈病小麦种质WS4-8的抗性鉴定及遗传

为明确小麦体细胞无性系4-8(WS4-8)抗条锈病的遗传稳定性及抗性遗传特点,采用基因推导、抗性鉴定、遗传分析等方法对其进行了抗条锈性的鉴定和等位性分析。结果表明,WS4-8所携带的抗性基因与已知抗性基因不同;WS4-8的条锈病抗性表现优异,遗传稳定;用CY33小种对WS4-8和铭贤169的正交、反交组合F1和F2代植株人工接种鉴定表明,F1全部抗病,F2群体符合3R∶1S单基因控制的抗性遗传规律,WS4-8对CY33的抗性由1对显性核基因控制;用CY33对WS4-8分别与Yr5/6×Avocet S、Yr10/6×Avocet S、Yr15/6×Avocet S及92R137(Yr26)组配的杂交组合F1及F2代植株人工接种鉴定表明,F1全部抗病,而F2中有感病植株,说明WS4-8所携带的抗条锈病基因与Yr5、Yr10、Yr15、Yr26不等位。研究表明,WS4-8的抗条锈性是由1对显性核基因控制,与已知抗性基因不同,可能是一个新的抗条锈病基因。