过氧化氢诱导水稻细胞过敏反应的研究

 本文报道了过氧化氢(H₂O₂)诱导水稻细胞过敏反应(HR)的剂量和时间作用效应。由葡萄糖/葡萄糖氧化酶组成的H₂O₂发生体系能稳定持续产生H₂O₂,有效地诱导HR;然而,直接添加的H₂O₂则被水稻细胞快速降解,不能有效地诱导HR。利用添加过氧化氢酶清除H₂O₂发生体系产生的H₂O₂,控制H₂O₂对水稻细胞作用时间的方法,揭示H₂O₂诱导水稻细胞HR存在时间作用效应。此外,H₂O₂也是水稻与病原细菌不亲和互作中诱导HR的信号组分之一。     

携带不同抗白叶枯病基因的水稻防卫基因pal和chs的转录特征

用水稻抗白叶枯病基因近等基因系材料和转基因系材料,研究了水稻－白叶枯病菌互作中,水稻防卫基因ｐａｌ与ｃｈｓ的转录特征。Ｎｏｒｔｈｅｒｎ检测结果显示,在与白叶枯病菌非亲和性互作中,水稻ｐａｌ基因和ｃｈｓ基因的转录均受到白叶枯病菌的诱导;而亲和性互作中,水稻中这两种基因的转录均不受到诱导或只是受到很微弱的诱导。表明由ｐａｌ和ＣＨＳ调控的苯丙烷核心反应的启动,产物的合成,有助于增强水稻对白叶枯病菌的抗性     

转基因水稻对病原菌侵染的反应和防卫基因的表达分析

 为了阐明OsBTF3基因在水稻对白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae, Xoo)和细菌性条斑病菌(X. oryzae pv. oryzicola, Xoc)侵染抗/感反应中的功能,本研究以OsBTF3过量表达和RNAi转基因株系为材料,比较分析了T1代株系对病菌侵染的抗感病反应,定量测定了防卫基因的表达动态。结果表明,与野生型对照株相比,无论过量表达株系,还是RNAi株系对Xoo和Xoc侵染均表现为更加感病的反应; 经Xoo接种后,过量表达和RNAi株系OE37和RNAi株系RI30防卫基因的表达发生了不同程度的变化。因此,OsBTF3增量/减量表达对水稻抗/感病性具有重要的调控作用,这种作用可能并不依赖于水杨酸(SA)和茉莉酸(JA)介导的信号途径。     

建立以lipA和purH为靶基因的RTQ-PCR方法对水稻白叶枯病菌侵染过程进行定量分析

 【目的】建立水稻白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzae，Xoo）的分子定量法，测定Xoo侵染水稻植株后不同时间的种群量及其变化。【方法】选用以lipA和purH为靶基因序列的引物P4和P5，用SYBR Green I实时定量PCR（RTQ-PCR）分析在水稻接种植株内的病菌种群量。【结果】与细菌平板计数法相比，RTQ-PCR法定量结果基本相近或略高（≤10倍），变化趋势基本相似，用2对引物P4和P5进行RTQ-PCR定量无显著差异。接种3 d的植株内己有菌量积累，但不显症；从接种5 d开始，细菌明显增加，植株显症并逐渐加重；接种9～14 d菌量增加到峰值，并进入稳定平台期，植株显症严重。病菌种群量与植株显症间的关系可能与细菌群体感应机制有关。【结论】用RTQ-PCR分子定量法可以直接对水稻植株内的Xoo进行动态定量研究；提出了水稻病害分子定量“病菌靶基因拷贝数－DNA总量－种群量－植物病症”的研究模式。     

两种黄单胞病菌诱导水稻一氧化氮产生和防卫基因表达的比较研究

 【目的】阐明在不同黄单胞病菌诱导的水稻过敏性细胞死亡(HCD)中的一氧化氮(NO)信号途径及其作用机制。【方法】比较分析了在水稻细胞－番茄斑点病菌(Xanthomonas campestris pv. vesicatoria, Xcv)不亲和互作、水稻－白叶枯病菌(X. oryzae pv. oryzae, Xoo)亲和互作中NO的发生以及NO对水稻防卫基因诱导表达的影响。【结果】Xcv不仅诱导了NO的迸发、NOS活性及其NO合成相关基因(nos和nr)的表达，而且诱导了防卫基因(苯丙氨酸解氨酶基因pal、过氧化物酶基因pox和谷胱苷肽转硫酶基因gst)的表达；Xoo不诱导NO的迸发，抑制了NOS的活性、NO合成相关基因和防卫基因的表达；NO清除剂PTIO和Xoo显著地抑制了Xcv 对防卫基因表达的诱导作用。【结论】Xcv通过NO信号途径诱导了水稻防卫基因的表达和HCD；Xoo 通过NO抑制或解毒机制抑制了由NO介导的防卫基因的表达及其HCD的发生。     

水稻白叶枯病菌双组分调控系统应答调节子基因gacAxoo的功能鉴定

为了阐明水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzaepv.oryzae,Xoo)双组分系统(TCS)的调控作用,本研究通过基因克隆、序列分析、缺失突变和互补、表型测定,对TCS应答调节子基因gacAxoo的功能进行了鉴定。克隆的gacAxoo基因编码蛋白GacAxoo与其它病原黄单胞菌的同源序列高度保守。GacAxoo是LuxR蛋白家族成员之一,具有磷酸受体结构域(REC)和DNA结合保守结构域(HTH)。用基因标记交换法,构建了△gacAxoo基因缺失突变体。与PXO99A相比,△gac-Axoo的致病性、致敏性、胞外降解酶类活性和嗜铁素产生能力无显著变化,但运动性明显减弱,基因互补可以使之恢复。因此,gacAxoo基因可能参与了Xoo运动性的调控。     

大豆根组织受尖孢镰刀菌侵染后基因表达反应的cDNA-AFLP分析

 为了阐明大豆受尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum,Fo)侵染后在基因转录水平上的感病反应,本研究用cDNA-AFLP方法,对Fo浸根接种后大豆根组织进行了基因转录谱的银染法检测分析。结果表明,在测定的大约1 000个大豆cDNA扩增片段(TDFs)中,16个是差异性表达的,其中9个受Fo诱导上调表达,7个被抑制下调表达。对这些差异性表达的TDFs进行克隆、测序及其同源性进行分析,发现其中6个具有已知或推断的生物学功能,包括钙调素结合蛋白(CaMBP)、BURP结构域蛋白和羟基多花碱-羟基烷宁转移酶等,其余10个功能未知。这些可能参与大豆感病性的差异性表达新基因片段的发现,为开展大豆感病性功能基因组学研究提供了材料。     

双核丝核菌诱导水稻增强广谱抗病性和防卫酶系活性

 用无致病性的双核丝核菌(Binucleate Rhizoctonia species,简称BNR)菌株2 32-CG预接种处理水稻品种IR2 6苗期植株根茎基部,可以诱导水稻增强对纹枯病(R.solani Kühn)的抗性。与未处理对照相比,BNR处理水稻植株的纹枯病害严重度明显降低。2 4 h以上的BNR处理,可以彻底保护幼苗不受立枯丝核菌侵染的危害。经BNR诱导的水稻也表现对白叶枯病(Xanthomonas oryzae pv.oryzae)和条斑病(X.oryzae pv.oryzicola)的抗性。BNR可以显著地诱导水稻防卫反应中的2类关键酶——苯丙氨酸解氨酶(PAL)和过氧化物酶(POX)活性提高。受BNR诱导的抗病性与PAL和POX活性呈正相关。对BNR在水稻病害生物防治中的作用进行了讨论。     

水稻与白叶枯病菌互作的功能基因组学研究

水稻白叶枯病是水稻生产上重要的细菌病害之一。随着水稻和白叶枯病菌(Xanthomonas oryzaepv.oryzae,Xoo)全基因组序列的完成,该病害己成为植物-病原物互作研究的模式。水稻-Xoo互作涉及到寄主与病原菌因子的时空表达和严密调控。因此,阐明互作基因的表达调控机理,对于全面解析水稻-Xoo互作机制具有重要的科学意义。本文介绍了近年相关工作的研究进展。1Xoo基因鉴别和功能分析1.1Xoo侵染的基因表达谱和分子量化根据Xoo基因组序列信息,自主研制了载有调控基因、致病基因、特有基因以及保守基因特异片段的基因芯片,成功地用于在离体培养、…