小麦条锈菌泛肽-核糖体蛋白S27a基因的鉴定与表达分析

从小麦条锈菌吸器cDNA文库中鉴定到一个泛肽-核糖体蛋白S27a(Ubiquitin-ribosomal protein S27a,UBRS27a)基因,命名为PsUBRS27a。该基因开放阅读框为480bp,编码包含159个氨基酸残基的蛋白质,其氨基酸序列含有典型的UBRS27a蛋白所具有的ubiquitin和Ribosomal_S27结构域;序列比对发现UBRS27a蛋白在不同物种中高度保守,但PsUBRS27a蛋白在进化上与柄锈菌属的UBRS27a蛋白亲缘关系最近;种内多态性分析发现PsUBRS27a基因在不同小麦条锈菌菌系中的序列非常保守,无核苷酸变化;实时荧光定量PCR结果表明,PsUBRS27a基因在条锈菌侵染小麦过程中呈上调表达趋势,高峰期为接种后168h。     

小麦TaPP2-A13基因的表达响应逆境胁迫并与SCF复合体接头蛋白TaSKP1相互作用

为探究韧皮部蛋白2(Phloem protein 2,PP2)基因在小麦(Triticum aestivum)响应逆境胁迫中的功能及作用机制,本文以小麦抗叶锈病近等基因系TcLr15为材料获得一个小麦韧皮部蛋白2基因TaPP2-A13。该基因编码一个由298个氨基酸组成的亲水性蛋白质,相对分子量为33.18 kD,等电点为6.36。其N端为F-box结构域,C端具有典型的PP2结构域,属于F-box/PP2(FBP)亚家族成员。TaPP2-A13与禾本科植物中PP2-A13蛋白的亲缘关系较近。表达模式分析表明,TaPP2-A13的表达受叶锈菌(Puccinia triticina)侵染的诱导,且感病组合中表达更强。用脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)和甲基茉莉酸(MeJA)处理后,TaPP2-A13总体呈现上调表达趋势。利用聚乙二醇(PEG)和H2O2处理后,小麦TaPP2-A13显著下调表达,而NaCl处理后TaPP2-A13呈现先上调后下调的表达趋势。亚细胞定位结果表明TaPP2-A13在细胞核和细胞质均有分布。以构建的重组载体BD-TaPP2-A13为诱饵筛选酵母文库,获得11种可能与TaPP2-A13互作的蛋白,酵母双杂交(Yeast 2 Hybrid,Y2H)确定其中的5种蛋白TaPP2C5、TaSLY1、TaCHI、TaRbcS和TaSKP1分别与TaPP2-A13存在相互作用。进一步利用BiFC和Co-IP确认TaSKP1与TaPP2-A13两种蛋白质之间的相互作用关系,推测TaPP2-A13可能为SCF复合体成员。本研究结果为深入解析TaPP2-A13蛋白的功能,并探究其调控网络奠定了基础。     

向日葵霜霉菌吸器和孢囊梗发育的电镜观察

电镜观察发现,在菌丝产生的入侵栓穿透寄主细胞壁之前,寄主细胞已在壁与质膜间分泌有大量的胼胝质。入侵栓壁由两层构成,分别与菌丝细胞壁相连接,当入侵栓穿透寄主细胞壁后,迅速扩张,膨大成吸器,吸器卵球形,吸器壁由染色深的外层和染色浅的内层构成。随吸器进一步发育吸器外间质明显增宽,其中分布有大量染色较深的物质。在孢囊梗产生时,首先由位于气孔下方的菌丝产生多个孢囊梗原基,原基伸出气孔后,迅速膨大,并产生多个突起,突起经不断延伸而形成孢囊梗。     

基因组学在植物病理学中的应用

基因组学研究开创了一个新的生物学世纪,特别是在农业领域。随着遗传模式植物的利用,农业上重要生物的序列测定以及生物信息学和功能基因组学的结合使用促进了农业领域基因组学的发展。笔者就利用基因组学研究方法在植物病理学学科中所取得的一些进展进行了综述。这些研究对深入了解植物-病原菌的互作关系,最终提高植物对有害生物的抗性提供参考。     

小麦条锈菌洛夫林13菌系的初步研究

小麦品种洛夫林13是我国近年来广泛应用的抗源材料之一。它被引入陇南后,于1979年开始其抗条锈性发生变异,随后病情逐年加重。据作者调查,1984和1985年陇南洛夫林13田块已出现典型的高感植株。我国现有的条锈菌生理小种对小麦洛夫林13均无致病性,为此作者于1982—1985年对洛夫林13上的条锈菌系进行了分离培养和回接筛选,并对发现的洛夫林13菌系进行了初步研究。现将结果简报如下。     

洛夫林10常温致病新菌系的发现

洛夫林10小麦品种是我国近年来应用最多的抗病亲本材料,它被引入陇南后,于1979年开始发生抗锈性丧失现象,引起了广泛关注。据考察,该品种的抗锈性丧失现象首先发生在山区,逐渐向平川地区发展。作者等自1983年5月至1984年7月,在过去工作基础上对陇南地区洛夫林10品种抗锈性变异的发展情况和原因进行了进一步研究,发现1983年夏季在陇南以川道地区为主洛夫林10品种上已出现了在常温下能正常侵染的新菌系,暂定名为“洛10常温致病菌     

不同小麦品种组合条件下条锈病流行的时间动态

为了明确条锈病在小麦混合群体中的发展规律,采用人工接种方法研究了不同抗性小麦品种混播条件下条锈病的流行动态。结果表明,混播群体中条锈病的病情和流行速率降低;在2~4个抗性小麦品种组合中,其混合效应随混合群体中小麦品种组合数目的增多而增强,当组分数目增加到5个时,混合效应不再继续增加;在小麦品种搭配上,以抗感搭配效果显著。     

小麦品种对条锈病低反应型抗性的组织学和超微结构研究

 采用荧光显微镜、微分干涉显微镜和电子显微镜技术 ,系统研究了非亲和组合中小麦对条锈病低反应型抗性的组织学和超微结构特征。非亲和组合分别由小麦品种牛朱特与条中 2 8号小种、杂种 4 6与条中 2 9号小种、天选 882与条中 2 9号小种组成 ,对照亲和组合由小麦品种辉县红与条中 2 9号小种组成。观察结果表明 ,小麦条锈菌在感病品种和抗病品种上发育的组织学和超微结构特征有明显差异。病菌在抗病品种上表现为菌丝生长受抑 ,菌落形成延迟或败育 ,病菌吸器母细胞和吸器数量明显减少。寄主细胞的坏死与条锈菌的发育受阻密切相关 ,免疫组合中病菌的受抑程度高于近免疫组合的。电镜观察发现 ,在抗病品种上 ,病菌胞间菌丝、吸器母细胞、吸器在细胞和亚细胞水平 ,均发生了一系列异常变化 ,其中包括原生质的电子致密度加深、液泡增多变大、菌丝细胞壁不规则增厚、细胞器排列紊乱及解体、吸器母细胞及吸器丧失其生理功能、病菌最终畸形坏死。同时发现抗病品种受病菌侵染时可迅速产生结构防卫反应 ,新形成胞壁沉积物和吸器鞘等结构 ,以阻碍病菌进一步的扩展与发育。就小麦品种与条锈菌非亲和组合中表现出的组织学和细胞学特征与小麦抗锈性表达的关系进行了讨论。     

中国小麦条锈菌4个流行小种的RAPD标记

以210条随机引物,对目前中国小麦条锈菌(Pucciniastriiformisf.sp.Tritici)的主要优势菌系进行了RAPD片段的规模筛选,寻找到了条中31号、条中29号、条中23号、水源类型4个流行生理小种的特异性RAPD标记。此结果表明,通过寻找小麦条锈菌生理小种的特异性RAPD片段,能够建立起中国小麦条锈菌生理小种的分子检测体系。     

感染“中四”小麦条锈菌新菌系的发现

“中四”小麦是黑龙江省农科院在50年代末60年代初期,以小麦为母本,中间偃麦草为父本进行有性杂交、回交和后代连续选择,创造和培育出的系列新物种——八倍体小偃麦(Trititrigia)之一,其亲本为(克强×南大2419)/中间偃麦草//小麦,含有14条中间偃麦草染色体,染色体组为AB-DX,并有两对染色体发生了易位,其特点是综合农艺性状突出、结实正常、抗逆性强,是多种小麦病害的优良抗源。现已成为国内外小麦育种重要的种质资源,倍受国内外育种家和学者的重视。由于“中四”小麦在小麦条锈菌生理小种发生数次变异过程中,始终对小麦条锈菌已知的所有生…