玫瑰黄链霉菌Men-myco-93-63负调控基因nsdAmgh的克隆及序列分析

nsdA (Negative regulator of Streptomyces differentiation)基因是天蓝色链霉菌中发现的与抗生素合成相关的负调控基因.根据天蓝色链霉菌 A3(2)的序列设计引物扩增玫瑰黄链霉菌 Men-myco-93-63 菌株中的该基因,经测序和序列分析表明,由保守序列引物nsdA-2R和nsdA-2L克隆到的Men-myco-93-63 菌株中的该基因 800 bp片段与已知nsdA基因核苷酸保守区域序列同源性达到99%,由全长序列扩增引物nsdA WZ-R和nsdA WZ-L克隆到的该基因包含一个完整的开放阅读框,共编码 369 个氨基酸,与变铅青链霉菌和天蓝色链霉菌A3(2)中的nsdA 基因的核苷酸序列同源性达到100%,氨基酸序列同源性达到99%.该全长基因命名为nsdA_(mgh),其在玫瑰黄链霉菌 Men-myco-93-63 中的发现为阻断该负调控基因以期获得抗生素高产工程菌株提供了重要依据.     

EMS诱导小麦TcLr19感叶锈病突变体的筛选

为了利用小麦感叶锈病突变体进行抗病基因功能和机制研究,用EMS处理小麦抗叶锈病近等基因系Tc Lr19的种子,对获得的M2、M3植株进行农艺性状观察和田间抗叶锈性鉴定。结果显示,不同浓度的EMS溶液处理种子共获得367个M1单株,处理浓度为1.0%时,接近半致死剂量,且M2表型突变频率最高,适宜突变筛选。在2 359个M2突变群体中,共筛选到表型突变体38个,表型突变频率1.61%;筛选出感叶锈病突变体53个,感病突变频率2.25%。在459个M3感病突变群体中,共鉴定出146个感病突变体,其中M36-2、M333-8、M333-9、M333-11、M344-4、M396-8这6个M3感病突变材料,遗传稳定率较高,达70%以上。为保证结果的可靠性,试验中还利用Lr19的分子标记对突变体进行分子辅助筛选。结果表明,EMS诱变是获得小麦感叶锈病突变体的有效手段,不仅为小麦抗叶锈基因的克隆和功能研究提供了重要的基础材料,还为小麦育种提供了新的种质。     

150个小麦品种（系）抗叶锈基因Lr35分子鉴定

小麦抗叶锈基因Lr35是成株抗性基因,在二叶期即表现连续抗性,被认为是有用的抗病资源。本研究利用以PCR为基础的STS、SCAR分子标记技术,对150个小麦品种(系)进行了分析,检测出8个小麦品种(6068,白蚰包,中麦9,早洋,碧玛1号,小偃7631,东方红3号和Madsen)含有Lr35基因。结合室内接种鉴定技术 (叶锈菌株为对Lr35无毒力的99-8-11-5),结果表明,这8个小麦品种虽在分子水平上含有Lr35基因,但在侵染类型上具有一定差异,其中东方红3号表现对菌株的亲和性。     

SSR和ISSR分子标记及其在植物遗传育种研究中的应用

SSR（Simple Sequence Repeat）和ISSR（Inter-Simple Sequence Repeat）技术是在PCR基础上发展起来的两种DNA多态性检测技术，已开始应用于基因组研究的各个领域。概述了SSR、ISSR反应的原理、特点，总结了其在植物亲缘关系和遗传多态性研究、DNA指纹库的建立、遗传图谱的构建和基因定位及分子标记辅助育种等方面的应用，并肯定了SSR、ISSR在植物遗传育种领域的广阔应用前景。     

70份国外小麦品种(系)的苗期和成株期抗叶锈病鉴定

小麦叶锈病是小麦生产中的重要病害之一,培育持久抗病品种是最经济、有效和环保的方法。本研究用19个不同毒力的叶锈菌小种苗期接种70份国外引进小麦品种(系)及36个已知抗叶锈病基因的载体品种进行抗性鉴定,同时在2016—2017年度分别于河北保定和河南周口对70份国外引进品种进行田间抗叶锈性鉴定。为进一步检测材料中所携带的苗期和成株抗叶锈病基因,利用12个与已知基因紧密连锁的分子标记进行检测,综合基因推导、系谱分析和分子标记检测的结果,在33份材料中鉴定出15个抗叶锈病基因,包括Lr1、Lr2a、Lr26、Lr3ka、Lr11、Lr17、Lr30、Lr10、Lr14a、Lr2b、Lr13、Lr15、Lr21、Lr44和Lr45,田间鉴定筛选出39份品种表现慢锈性。苗期和田间表现表明,国外品种中含有丰富的对我国叶锈菌小种有效的苗期和成株期抗叶锈病基因,可作为小麦抗叶锈病抗源在抗病育种中加以利用。     

生防链霉菌Men-myco-93-63遗传转化体系的建立和优化*

玫瑰黄链霉菌(Streptomyces roseoflavus)Men-myco-93-63是分离自马铃薯疮痂病(S.scabies)自然衰退土壤中的一株拮抗菌.该菌株及其发酵液对棉花黄萎病菌(Verticillium dahliae)、瓜类白粉病菌(Sphaerotheca fuziginea Poll.)等多种重要的植物病原菌具有很强的抑制作用,有良好的生防应用潜力.为了对玫瑰黄链霉菌Men-myco-93-63中一些功能基因进行研究,得到高产抗生素的工程菌株,首先应对该菌的遗传转化条件进行优化.作者分别以基因整合型质粒pSET152和基因破坏型质pKC1139为出发质粒,ET12567(PUZ8002,pSET152/pKC1139)为供体,Men-myco-93-63孢子和菌丝体为受体,选取MS、PDA、TSB琼脂培养基、燕麦培养基为不同的培养基进行接合转移试验.结果表明MS培养基为接合转移的最适培养基,经验证,已成功地将质粒pSET152/pKC1139转入到了Men-myco-93-63中.以孢子为受体时,孢子预萌发条件为50℃热激10 min,37℃温育2.5 h,转化效率是10-7～10-6.以菌丝体为受体时,转化效率是10-7～10-6,但菌丝培养过程中容易出现污染.另外,抗生素的覆盖时间对接合转移效率的影响较明显,16～18 h覆盖效果最好.     

番茄溃疡病菌LAMP快速检测方法的建立

以SYBR Green I为指示剂,建立了番茄溃疡病菌的环介导等温扩增可视化快速检测方法。根据番茄溃疡病菌特异的核糖体转录间隔区序列设计了4条引物进行LAMP扩增,通过对体系中各成分进行优化,最终确定25μL反应体系中模板200ng,MgSO4的适宜浓度为3.0mmol/L,Bst DNA聚合酶2U,dNTPs的适宜浓度为0.3mmol/L,外引物与内引物之比为1∶3时扩增效果较好,在65℃最佳反应时间为40min。在优化的体系条件下,获得的反应产物经SYBR Green I染色后,肉眼观察检测灵敏度可达到50CFU/mL,且对番茄溃疡病菌的检测具有高度的特异性。结果表明,该方法快速、准确、灵敏、特异,具有良好的实用性。     

TcLr19PR1、TcLr19PR2和TaLr19TLP1的酵母双杂交诱饵载体的构建及鉴定

在前期研究的基础上,将成功克隆得到3个病程相关蛋白PR1、PR2和PR5的序列,分别命名为TcLr19PR1、TcLr19PR2和TaLr19TLP1。将这3个基因分别连接到酵母双杂交诱饵载体pGBKT-7上,并转化到感受态菌株Y2HGold中,检测其毒性和自激活性。结果显示,成功构建了包含目的基因的诱饵重组载体pGBKT-7-TcLr19PR1、pGBKT-7-TcLr19PR2和pGBKT-7-TaLr19TLP1;将转化产物涂布于SD/-Trp/X平板上,生长良好,并出现阳性克隆;毒性检测中,将3个诱饵重组载体与空载体在SD/-Trp液体培养基中的生长情况进行对比,发现诱饵无毒性;自激活检测试验中,重组载体无法在二缺、三缺和四缺培养基中正常生长,证明诱饵无自激活性。因此,本研究成功构建的3个诱饵重组载体可用于3个PR蛋白互作蛋白的筛选,为进一步研究其在小麦与叶锈菌互作中的分子机理奠定基础。     

基于转录组测序对小麦抗叶锈性相关基因的筛选与分析

为了探明小麦‘TcLr19’抵抗小麦叶锈菌侵染的内在分子机制,挖掘与抗叶锈菌密切相关的功能基因,对接种叶锈菌后的小麦材料‘TcLr19’进行Illumina NextSeq500转录组测序。筛选到差异表达的基因(Differential expressiongenes,DEGs)8970个,其中上调差异表达基因4953个,下调差异表达基因4017个。差异基因通过GO(Gene Ontology)功能分类和KEGG(Kyoto Encyclopedia of Gene and Genomes)Pathway富集分析,被归于1 790个GO类别,定位到84个代谢通路中。采用实时荧光定量PCR(Quantitative Real-time PCR,qRT-PCR)对转录组分析结果进行验证,结果表明,qRT-PCR与RNA-seq分析结果基本一致,为小麦TcLr19抗小麦叶锈菌新基因的挖掘提供了可靠的参考资料。     

四川、山东小麦叶锈菌毒性与DNA多态性分析

本研究利用SSR标记对来自四川和山东两省的60个小麦叶锈菌株进行DNA多态性分析,同时利用小麦抗叶锈近等(单)基因系和已知所含抗叶锈基因的品系对这些菌株进行毒性分析。结果表明,菌株间相似系数较高且差异不大,为0.78～1.00,表明小麦叶锈菌所含毒性基因差异不大,菌株间亲缘关系较近。两省间/内小麦叶锈菌株的DNA多态性和毒性多态性丰富。小麦叶锈菌株的地理来源与毒性多态性有一定的相关性,而其地理来源、毒性多态性与DNA多态性不存在相关性。相同致病类型存在毒性差异,同一致病类型内遗传多态性丰富。