小麦叶片蛋白质组的2D-LC分离及Nano LC-MS/MS分析

 【目的】二维液相色谱（2D-LC）与双向电泳（2-DE）技术具有互补性,本文旨在探讨利用2D-LC和纳升级液相色谱串联质谱（Nano LC-MS/MS）技术分离鉴定小麦叶片蛋白质组的新方法。【方法】小麦叶片蛋白经提取、脱盐后,进行第一维阴离子交换分离;收集洗脱组分进行SDS-PAGE分析,并对非高丰度蛋白组分进行第二维反相液相色谱分离;随机选择含较低吸收峰的部分组分经胰蛋白酶水解后进行Nano LC-MS/MS 分析;将串联质谱数据通过MASCOT搜索NCBInr和EST数据库,并对二级质谱获得的蛋白序列进行MS BLAST分析。【结果】经第一维阴离子交换色谱分离,收集得到15个组分,其中第15组分包含小麦叶片丰度最高的蛋白——1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶（RuBisCO）;其余14个组分经反相液相色谱分离,共收集1 551个组分,获得1 867个色谱峰;随机对其中6个含较低吸收峰的收集组分酶解和Nano LC-MS/MS 检测,9种蛋白得到鉴定。【结论】结果初步表明,利用2D-LC和Nano LC-MS/MS技术可有效地分离和鉴定小麦叶片蛋白质组,为更深入全面地研究小麦叶片蛋白质组奠定基础。     

抗条锈病小麦品系Taichuang29*6/Yr5接种条锈菌CY32后的蛋白质组学分析

 【目的】了解抗条锈小麦受条锈菌侵染后的蛋白表达变化情况,采用比较蛋白质组学技术鉴定接种条锈菌小种CY32后的抗条锈小麦品系 Taichuang29*6/Yr5和同时期未接种对照之间的差异蛋白。【方法】提取接种48 h和同期未接种小麦的叶片蛋白,进行双向电泳分离和分析,选取差异显著的蛋白点进行MALDI-TOF质谱分析及数据库搜索鉴定。【结果】发现13个体积百分比变化大于1.5倍,符合t检验（P＜0.05）的显著差异蛋白点,通过MALDI-TOF MS获得了这些差异蛋白点的肽指纹图谱,经数据库搜索,共鉴定出11个蛋白,包括Pathogenesis-related homeodomain protein,beta-glucosidase,glutathione transferase等。【结论】经蛋白质功能分析,推测小麦叶片中这些差异蛋白可能与条锈菌小种CY32的侵染有关。     

小麦条锈菌鉴别寄主尤皮Ⅱ号抗条锈性遗传分析

小麦品种尤皮Ⅱ号是重要的中国小麦条锈菌鉴别寄主.为研究尤皮Ⅱ号的抗条锈性遗传基础,将该品种分别与感病品种铭贤169及其它抗病品种杂交,获得各组合的F1、BC1和F2代群体.在温室对各组合亲本及F1、BC1和F2代群体进行了苗期抗性鉴定.结果表明,尤皮Ⅱ号对CY29菌系的抗性由两对隐性基因独立或重叠遗传控制;对CY23的抗性由两对显性基因互补遗传控制;对CY31的抗性亦由两对显性基因互补遗传控制,而对Su-1的抗性则由一对显性基因控制.抗CY29的两对基因不抗CY23、CY31和Su-1,因此将这两对基因暂定名为YrJu1和YrJu2.抗CY23的两对基因中,其中一对同时抗CY31和Su-1,该基因与Spaldings prolific中的一对基因等位或紧密连锁,将该基因暂定名为YrJu3;另一对则与抗引655中的一对抗性基因等位或紧密连锁,暂定名为YrJu4.YrJu1、YrJu2、YrJu3和YrJu4均与其它供试品种中的已知抗性基因不同.     

中国小麦条锈菌鉴别寄主南大2419抗条锈性遗传分析

南大2419(Mentana)是中国小麦条锈菌重要鉴别寄主之一。采用经典遗传分析与等位性分析相结合方法,通过分小种(菌系)鉴定,分析南大2419所含抗条锈病基因和遗传特点及其与已知基因的异同。结果发现:南大2419对Su-1和86036菌系的抗性正交由3对隐性互补基因控制,反交由2对隐性重叠或独立基因控制;对CY26小种抗性正交由2对隐性重叠或独立基因所控制,反交由2对隐性互补基因控制。正反交抗病遗传特点不同,可能与细胞质效应有关。等位性分析表明南大2419所含的3对主效基因与已知基因载体品系中的主效基因Yr7、Yr8、Yr9、Yr10、Yr17、Yr19、Yr22、Yr23、Yr27和YrSu不同,为未知基因,暂定名为YrMen1、YrMen2和YrMen3。     

小麦抗源兴资9104抗条锈性遗传研究初报

采用常规杂交和基因推导法相结合,在苗期和成株期对小麦优良抗病种质兴资9104进行抗条锈性遗传研究。结果表明,兴资9104至少含有1对显性全生育期抗条锈病基因和1对成株抗条锈病基因,分别控制对条锈菌生理小种条中17号的全生育期抗性和对条中32号的成株期抗性。兴资9104可能携带有YrSK基因。建议在小麦抗病育种中     

小麦品种温度互作中抗条锈微效基因的表达

初步研究了不同温度下小麦品种抗条锈性的表达机制 ,结果分析表明 :品种间、温度间及品种×温度间差异均达到了极显著水平。试验进一步证明京核 1号小麦温敏微效基因的存在。在高温潜育发病条件下有利于微效基因抗性的表达。接种前高温处理 1～ 2d ,在常温下潜育发病 ,对温敏基因抗性的表达没有显著影响 ;接种后高温处理 1～ 2d ,在常温下潜育发病 ,对温敏基因抗性的表达有一定的诱导作用。而接种后在常温下处理 1～ 2d ,再于高温下潜育发病 ,更有利于微效基因抗性表达     

禾生指葡孢霉的遗传多样性及对苗期青稞的致病性

【背景】在青藏高原及周边高海拔地区,青稞是当地唯一的小禾谷类粮食作物,也是主要饲草来源。穗腐病是近年来仅在青藏高原青稞种植区发现的一种新真菌病害,病原菌为禾生指葡孢霉（Dactylobotrys graminicola）,它能侵染多种麦类作物及禾本科杂草,给青稞安全生产带来严重的挑战。【目的】研究禾生指葡孢霉遗传多样性、系统进化以及对寄主种子萌发的影响,揭示该病原菌的流行传播、与寄主植物互作关系以及初侵染菌源,为病害防治提供参考。【方法】从病害流行区采集病株标本,并从典型病穗组织分离禾生指葡孢霉菌株27个,依据无性世代形态特征加以鉴定,分离获得菌株的单孢培养物,提取基因组DNA。利用SRAP分子标记分析禾生指葡孢霉的全基因组多态性,获得菌株特异性分子标记;利用LSU和Rpb2保守遗传位点比较禾生指葡孢霉与其近缘种属的进化关系;将禾生指葡孢霉分生孢子悬浮液与未萌发或发芽后的青稞种子共培养,分析其对青稞种子萌发及幼苗的影响。【结果】选用14对SRAP引物组合进行穗腐菌遗传多样性分析,平均一对引物扩增产生90个多态性条带;平均每个穗腐病菌株1.4个特异分子性标记,分离自小麦的菌株Z 13008特异性标记最多（7个）,而对照菌株禾谷镰孢（Fusarium graminearum）具有20个特异性标记。禾生指葡孢霉的地域分布与其遗传多样性缺乏明显相关性。在鉴定的菌株中,仅有分离自小麦（Z 13008）、黑麦（Z 13024）和2个分离自青稞的菌株（Z 13013和Z 13006）的遗传多样性与其他菌株差异较大,说明病原菌群体的遗传变异水平较低。利用20个分子标记编制DNA指纹二叉式分类检索表,可鉴定21个禾指葡孢霉菌株。系统进化分析揭示禾生指葡孢霉与丛赤壳属真菌遗传距离较近。青稞种子萌发前接种处理对种子萌发、幼苗生长均无明显的抑制作用,在萌发后共培养处理能明显抑制幼苗根系生长,导致根系变为浅褐色,但对幼苗植株生长无明显影响。【结论】与近缘种禾谷镰孢相比,禾生指葡孢霉群体内基因组DNA多态性较低,而且其遗传变异与寄主种类密切相关。禾生指葡孢霉致病性较弱,对青稞种子萌发和幼苗生长无明显的抑制作用。     

中国小麦条锈病综合治理理论与实践

小麦条锈病是影响小麦安全生产的重要生物灾害。文中介绍了全国小麦锈病工作者通过60多年通力协作,对小麦条锈病综合治理理论和技术研究取得的显著成绩,系统揭示了中国小麦条锈病的越冬、越夏规律、菌源传播规律、病菌致病性变异途径以及品种抗病性“丧失”的规律与原因,发现中国小麦条锈病存在秋季菌源和春季菌源2大菌源基地。提出了“综合治理越夏异变区、持续控制冬季繁殖区和全面预防春季流行区”的病害源头治理策略,研发出小麦条锈病分子诊断、异地测报以及抗锈良种、药剂拌种、退麦改种、适期晚种和带药侦查、打点保面等一系列病害监测预警和关键防治技术,构建了以生物多样性利用为核心的中国小麦条锈病菌源基地综合治理技术体系,在生产上大规模推广应用,防病保产效果极其显著。文中并对病菌致病性变异机制、早期预警和越夏易变区生态治理等问题进行了讨论。     

中国冬小麦区域试验品种抗病性评价

【目的】明确中国小麦主要后备品种和高代品系对条锈病、叶锈病、秆锈病、白粉病、赤霉病、纹枯病、黄矮病的抗性程度和水平,为培育抗病新品种、品种审定与推广、抗病品种合理布局、降低品种抗性“丧失”风险提供依据。【方法】以中国小麦条锈菌流行小种条中32（CYR32）、条中33号（CYR33）等、叶锈菌PHT、THT等、秆锈菌21C3、34C2等、对15个已知抗白粉病基因具有毒性的白粉菌混合菌系、赤霉病菌、纹枯病菌强毒力菌株和BYDV-GAV株系对1999-2014年度国家小麦区域试验品种（系）1 815份次试验材料进行成株期人工接种抗性鉴定,重要材料连续进行两年试验,以确保结果的重复和可靠。【结果】在所鉴定的品系中,具有3种抗病性以上的品种（系）共250个,通过农业部国家农作物品种审定委员会审定的品种共310个;中抗和高抗条锈病品种占参试品种的（39.8±21.7）%、中感和高感品种占（39.7±27.9）%;赤霉病、纹枯病、秆锈病和白粉病抗病品种所占比例分别为（31.5±27.5）%、（31.1±35.6）%、（48.2±25.6）%和（25.0±14.6）%、感病品种分别占（68.5±27.5）%、（62.2±38.6）%、（31.3±20.7）%和（70.7±14.6）%;抗叶锈病品种比例仅为（9.9±3.8）%,感病品种高达（70.4±15.1）%;除河农831表现中抗外,所有品种对黄矮病均表现感病,未出现高抗品种。【结论】抗源缺乏的病害未鉴定出抗性强的品种,抗条锈病和白粉病品种主要出现在甘肃、四川等地,抗叶锈小麦品种（系）较少。     

植物种子DNA快速提取新方法

本研究提出了一种提取植物种子DNA的快速、简便、有效的新方法。基本过程包括选取饱满植物种子3-5粒并研成细粉．用提取缓冲液提取、离心分离、异丙醇沉淀、TE缓冲液保存得到的DNA。结果表明：所获得的DNA浓度和质量均较高．经扩增与琼脂糖凝胶电泳后得到了非常清晰的DNA谱带，特别适合序列特征扩增区段（Sequence-Characterize Amplified Region，SCAR）检测。