小麦蓝矮病植原体16S rDNA基因片段的比较分析

 小麦蓝矮病是陕西乃至西北冬麦麦区的一个重要病害,由介体条沙叶蝉专化性传播。对小麦蓝矮病株叶片和带毒条沙叶蝉进行超薄切片及电镜观察,在叶片韧皮部和叶蝉后肠中均观察到大量典型植原体。利用植原体16S rDNA基因保守序列通用引物对Rm16F2/Rm16R1,应用PCR技术从小麦蓝矮病株叶片中扩增到1.4 kb的特异片段。通过对16S rDNA基因片段序列同源性比较,结果表明小麦蓝矮病病原与三叶草绿变、翠菊黄化、绣球花绿变、草莓矮化和番茄巨芽植原体亲缘关系较近,其同源率为99.2%~99.9%。据此可以判定小麦蓝矮病植原体是属于植原体16SrⅠ组,确定了其分类地位。     

小麦蓝矮植原体免疫膜蛋白（Imp）基因的克隆和分子特性分析

 【目的】探讨小麦蓝矮植原体免疫膜蛋白在介体-病原-寄主互作的分子机理。【方法】通过植原体免疫膜蛋白基因序列两侧的保守区设计引物对Imp 1051/Imp 2265,用PCR方法扩增小麦蓝矮植原体免疫膜蛋白基因;对扩增片段的最大开放阅读框和基因的同源矩阵、系统发育树分析;对克隆基因所编码蛋白进行跨膜区、亲疏水区和前导信号序列分析。【结果】从小麦蓝矮病病株和接种长春花中均扩增到约1.0 kb的特异片段,其中小麦蓝矮植原体免疫膜蛋白基因长495 bp,推导的编码蛋白含有164个氨基酸。与10种植原体的免疫膜蛋白基因进行序列同源性分析,小麦蓝矮与三叶草绿变植原体同源性最高,核苷酸和编码的氨基酸序列的同源率分别为98.4％和95.1％。蛋白质结构分析结果表明：小麦蓝矮免疫膜蛋白N端有一个跨膜的前导信号序列,C端为跨膜锚定区,中间为膜外亲水区。【结论】小麦蓝矮植原体与三叶草绿变、翠菊黄化、洋葱黄化和泡桐丛枝植原体的免疫膜蛋白为同型蛋白。     

大麦黄矮病毒侵染小麦miRNA鉴定和特征分析

 大麦黄矮病毒(barley yellow dwarf viruses,BYDVs)引起的小麦黄矮病严重威胁我国麦类生产,造成严重经济损失。植物中的miRNA调控植物生长发育、信号转导及对外界压力的反应,通过调控植物抗性基因的表达影响植物与病原物的互作。本研究对感染BYDV-GAV 后3 d、7 d及健康对照的‘小偃6号'小麦样品进行miRNA测序,合并去冗余后分别得到99、96、95个已知的miRNA序列和806、809、1 024个新miRNA序列。对这些miRNA进行差异表达分析,BYDV-GAV侵染后3 d和7 d的小麦样品,与对照相比上调表达的miRNA数量分别为3个和7个,下调表达的为14个和12个。将差异表达的miRNA利用psRNATarget进行靶基因预测,共得到1 254个靶标基因。靶基因的KEGG和GO富集分析,进一步明确了其功能及作用通路。对14个病毒病症状相关的靶基因进行定量分析,结果表明随病毒侵染时间的延长,这些靶基因出现差异性表达,显示miRNA参与了寄主与病毒的互作。研究结果有助于揭示BYDV-GAV与寄主小麦的互作机理。     

烟草品种对烟草花叶病毒病和黄瓜花叶病毒病的抗性鉴定

由烟草普通花叶病毒(TMV)和烟草黄瓜花叶病毒(CMV)引致的烟草病毒病是世界烟草主产区普遍发生且危害严重的侵染性病害,每年给烟叶生产造成了重大的经济损失。本文采用温室苗期接种鉴定的方法,对16份烟草种质进行了TMV和CMV的抗病性鉴定。结果表明:不同的烟草品种对TMV和CMV的抗病性存在较大差异。在供试种质中,对TMV表现免疫的有‘牛耳烟’、‘8301’、‘台烟7号’、‘三生-NN’共4份材料;表现抗病的有‘吉烟5号’、‘双抗70’、‘大护脖香’、‘秦烟95’共4份材料;表现中抗的有‘铁把子’、‘中烟15’、‘秦烟98’、‘中烟98’共4份材料;表现中感的有‘NC89’、‘翠碧1号’、‘云烟97’共3份材料;表现感病的只有‘秦烟97’。对CMV表现中抗的材料有1份,是‘铁把子’;表现中感的有‘秦烟95’、‘三生-NN’、‘8301’、‘牛耳烟’、‘翠碧1号’共5份材料;表现感病的有‘秦烟98’、‘云烟97’、‘中烟98’、‘NC89’、‘大护脖香’、‘双抗70’、‘秦烟97’、‘中烟15’、‘台烟7号’、‘吉烟5号’共10份材料。研究发现,‘铁把子’是兼抗这两种病毒病的材料。本研究明确了我国16个烟草品种资源的抗病性水平,为抗耐病品种的利用与品种合理布局提供科学依据,同时为烟草抗病毒病育种的亲本选择提供抗源信息。     

西藏色季拉山土壤拮抗放线菌的筛选

利用稀释平板倾注法从西藏色季拉山22份土壤样品中共分离到各种放线菌菌株120株。以水稻稻瘟病菌、立枯丝核菌、棉花枯萎菌、烟草赤星病菌为指示菌,采用对峙培养法共获得对植物病原真菌抑菌圈直径>15 mm的菌株7株。将这7株放线菌菌株进行液体发酵试验,并采用生长速率法测定各个菌株发酵液的抑菌活性。结果表明,菌株2152无论是活体还是其发酵液对4种供试病原菌均表现强烈的抑菌效果,发酵滤液稀释10倍后对水稻稻瘟病菌的抑制率达78.6%。     

火棘内生真菌的分离及抑菌活性测定

从蔷薇科植物火棘的茎、叶、果中分离出内生真菌15株,其中茎中分离到4株(J1～J4),叶中分离到8株(Y1～Y8),果实中分离到3株(G1～G3);分别测定15株内生真菌的液体培养物(发酵液和菌丝体混合物)对9种植物病原真菌的抑菌活性,结果表明,有13株内生真菌(86.67%)对某些植物病原真菌表现出50%以上的抑菌活性,其中J4菌株对9种植物病原真菌的抑菌活性都在50%以上,最高可达97.14%,其抗菌谱较广,值得进一步研究。     

侵染西瓜的5种病毒ZYMV、WMV、TMV、SqMV和CMV的多重RT-PCR检测体系的建立与检测应用

 根据5种病毒小西葫芦黄花叶病毒(Zucchini yellow mosaic virus,ZYMV)、西瓜花叶病毒(Watermelon mosaic virus,WMV)、烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)、南瓜花叶病毒(Squash mosaic virus,SqMV)和黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus,CMV)的核苷酸保守区序列,设计特异性引物对,从影响多重RT-PCR (mRT-PCR)扩增的引物浓度、Mg²⁺浓度、Taq DNA聚合酶浓度、dNTPs浓度、退火温度等方面进行反应体系的优化,建立了一种能够同时检测ZYMV、WMV、TMV、SqMV和CMV的多重RT-PCR技术体系,并进行了实际应用。在一个体系中对上述5种病毒复合侵染的西瓜材料进行多重RT-PCR扩增,得到与试验设计相符的5条特异性条带,依次是542、485、410、354和293bp。该体系实现了对侵染西瓜的5种病毒的同时检测,极大地提高了检测效率,降低了检测成本,体现了多重RT-PCR的优越性。     

小麦蓝矮植原体免疫膜蛋白(Imp)的跨膜区影响其在大肠杆菌中的表达

根据跨膜区预测结果,设计ImpF1/ImpR1和ImpF2/ImpR2两对特异性引物。以ImpF1/ImpR1,ImpF1/ImpR2,Imp-F2/ImpR1和ImpF2/ImpR2共4个组合经PCR扩增得到4个目标片段,即:免疫膜蛋白Imp基因的全长(Imp-B);切除C-端跨膜区的Imp基因的基因序列(Imp-N);切除N-端跨膜区的Imp基因的基因序列(Imp-C);切除N-和C-端跨膜区的Imp基因的基因序列(Imp-S)。经酶切连接到原核表达载体Pmal-c2x,并转入E.coliBL21(DE3)PlysS菌株中。SDS-PAGE电泳验证,只有切除N-、C-端跨膜区的Imp基因的基因序列(Imp-S)得到大量表达,结果表明:小麦蓝矮植原体免疫膜蛋白的跨膜区影响其在大肠杆菌中的表达。根据跨膜区预测结果,设计ImpF1/ImpR1和ImpF2/ImpR2两对特异性引物。以ImpF1/ImpR1,ImpF1/ImpR2,Imp-F2/ImpR1和ImpF2/ImpR2共4个组合经PCR扩增得到4个目标片段,即:免疫膜蛋白Imp基因的全长(Imp-B);切除C-端跨膜区的Imp基因的基因序列(Imp-N);切除N-端跨膜区的Imp基因的基因序列(Imp-C);切除N-和C-端跨膜区的Imp基因的基因序列(Imp-S)。经酶切连接到原核表达载体Pmal-c2x,并转入E.coliBL21(DE3)PlysS菌株中。SDS-PAGE电泳验证,只有切除N-、C-端跨膜区的Imp基因的基因序列(Imp-S)得到大量表达,结果表明:小麦蓝矮植原体免疫膜蛋白的跨膜区影响其在大肠杆菌中的表达。     

小麦蓝矮病植原体FrvX基因的克隆及致病性测定

【目的】克隆小麦蓝矮病(WBD)植原体β-1,4-内切葡聚糖酶基因(FrvX),验证其在植原体侵染寄主中的作用,为更好地防控小麦蓝矮病奠定理论基础。【方法】采用PCR技术从小麦WBD植原体中扩增到FrvX全基因,将其插入到病毒载体pgR107中,构建重组病毒载体pgR107-FrvX,用农杆菌介导法侵染本氏烟草,观察烟草表型的变化。【结果】FrvX基因全长1071bp,编码356个氨基酸。重组病毒载体接种烟草22d后,有9株烟草植株表现出明显的花叶、黄化症状,RT-PCR检测到发病植株接种7d后的叶片有FrvX基因的转录。【结论】FrvX基因接种烟草导致烟草表型发生变化,推测其与植原体病害的发生有关。     

竹小叶病植原体的分子鉴定

 2008年在杨凌采集到具有典型植原体侵染症状的菲白竹,应用植原体16S rRNA基因的通用引物对R16mF2／R16mR1和R16F2n／R16R2对其进行检测,巢式PCR得到约1.2 kb的特异性片段。对扩增片段进行测序并进行系统进化树分析,结果表明,该病原属于翠菊黄化组(Candidatus Phytoplasma asteris),与该组成员同源性均在98%以上。随后用16Sr Ⅰ组和Ⅴ组特异引物对R16（Ⅰ）F1／R16（Ⅰ）R1和R16（Ⅴ）F1／R16（Ⅴ）R1也证明其属于翠菊黄化组,RFLP 分析表明该植原体属于16SrⅠ-B亚组。植原体侵染菲白竹在中国属首次报道。