应用基因芯片分析红蚰麦白粉菌胁迫条件下的基因表达谱

小麦农家品种红蚰麦携带1对显性抗白粉病新基因,暂命名为Pmhym。为了深入了解该品种抗病的分子机制,用豫麦13/红蚰麦的F₃代纯合抗病株系构建抗池,并对白粉菌接种后24 h的基因表达谱,采用Affymetrix小麦基因芯片进行分析,以白粉菌接种0 h为对照。在61 127基因微矩阵点中,有效差异表达Ratio值≥2或≤0.5的基因共5 282个,其中上调基因2 553个,下调2 729个。对上调序列的分类表明,功能明确的序列中39.81%与抗病/防御相关;下调表达基因中以能量代谢和抗病/防御相关基因比例最高,分别占26.71%和19.65%。上调表达在8倍以上的序列中81个的功能已知,其中包括病程相关基因、防卫反应基因、生成或清除活性氧的基因,以及抗病信号转导基因等。选取上调和下调表达8倍以上的共13个探针序列进行实时定量PCR验证,表明基因芯片数据具有良好的重复性。     

安康小麦条锈病流行特点分析和季节流行动态曲线拟合

根据安康市农业技术推广中心小麦条锈病监测结果,分析安康市2001-2008年以来条锈病的发生特点和危害,并采用数理统计法检验条锈病流行动态模型.结果显示,安康市近8年来条锈病累计发病田块面积1.79×105hm2,累计产量损失8.54×107kg.品种单一化种植及病菌新小种的出现是近年来条锈病流行的主要因素.4月下旬的病叶率与产量形成有显著的相关性.通过拟合度的回归检测,得出冈珀茨模型拟合效果最好,从而为条锈病流行动态的定量研究提供借鉴.     

向日葵锈菌侵染过程的超微结构研究

为了研究向日葵锈菌的致病机制,本文采用电子显微镜技术对向日葵锈菌的侵入和扩展过程进行了研究,结果表明,向日葵锈菌夏孢子萌发产生1个芽管,遇到合适结构的气孔后,在气孔上方形成附着胞从气孔侵入,胞间菌丝与叶肉细胞壁接触后分化出吸器母细胞,吸器母细胞进入叶肉细胞内部形成吸器。胞间菌丝在吸器母细胞处分化出次生菌丝,在叶肉细胞间扩展,病菌菌丝多在寄主细胞间隙或沿寄主细胞壁延伸。在病原菌侵染早期,寄主细胞的超微结构变化并不明显;侵染中、后期,被侵染叶肉细胞发生质壁分离,叶绿体膨胀变形,细胞器解体,细胞崩解。     

小麦已知抗白粉病基因在河南的抗性评价及Pm2基因的标记追踪

为了明确已知抗白粉病基因在河南省小麦品种中的有效性,用采自河南省主要麦区的7个白粉病菌株(YuⅠ～YuⅦ)对39份含已知抗白粉病基因的小麦品种进行苗期接菌鉴定.结果表明:Pm1、Pm3a、Pm3b、Pm3c、Pm3d、Pm3e、Pm5a、Pm7、Pm8等基因对多数白粉病菌株抗性较差,Pm2、Pm4b、Pm6、Pm12、Pm17、Pm18、Pm19、Pm22、Pm24等基因对于少数菌株表现感病,Pm3f、Pm4a、Pm5(Mli)、Pm13、Pm16、Pm20、Pm21、Pm23等基因对全部菌株均表现抗病.聚合基因材料Maris Dove、Normandie和Arthur对7个白粉菌株均表现感病;而材料CI12632、Maris Huntsman 抗性表现良好.利用Pm2基因的SSR标记Xcfd81对这5个聚合材料进行检测,结果显示,标记Xcfd81在CI12632、Maris Huntsman中可以检测到与Pm2基因相同的特异带,而在Maris Dove、Normandie和Arthur中检测不到.     

青海东部小麦条锈菌转主寄主小檗资源调查与鉴定

 青海省是中国小麦条锈病的重要流行区。研究证实小檗是小麦条锈菌的转主寄主。然而,关于青海省分布的小檗能否作为小麦条锈菌转主寄主鲜有报道。本研究对青海东部的小檗资源进行调查,并对该地区小檗能否作为小麦条锈菌转主寄主进行了室内人工鉴定。结果表明:有10种小檗在青海东部常见且分布广泛,其中匙叶小檗、置疑小檗、松潘小檗、甘肃小檗和近似小檗,是小麦条锈菌的转主寄主小檗的新种类。本研究对进一步研究青海东部条锈菌有性生殖与毒性变异和小麦条锈病的流行奠定了基础。     

小檗公式在小麦条锈菌侵染过程中的表达特征

 小檗是小麦条锈菌的转主寄主,自然条件下在小檗上进行有性生殖不仅是条锈菌毒性变异的重要途径,也为病害的流行提供了初侵染源。目前条锈菌与小麦互作已经有较为细致深入的研究,而条锈菌与小檗分子互作的研究未见报道。NPR1是植物调控防卫反应的一个关键基因,本研究克隆得到小檗NPR1基因(BhNPR1),并对BhNPR1及其下游病程相关基因的表达模式进行了分析。与小麦NPR1基因受条锈菌夏孢子侵染诱导不同,BhNPR1的表达水平在条锈菌担孢子侵染小檗过程中保持稳定。另外,条锈菌侵染小檗过程中NPR1下游的病程相关基因BhPR5和BvPDF1.2a的表达量变化也不明显,而BhPR1和BhPR2则显著上调表达。这些结果表明BhNPR1及多个病程相关基因不参与对条锈菌的防卫反应,这可能是导致小檗先天免疫缺陷而成为多种锈菌共同的转主寄主。     

小麦-条锈菌互作过程中TaRLK3D.2功能初步研究

小麦条锈病是由小麦条锈菌引起的气传性真菌病害,在全球小麦种植区广泛发生,严重威胁小麦的安全生产。充分利用寄主抗病性是防治条锈病最经济的方法。富含亮氨酸重复类受体蛋白激酶(leucine-rich repeat receptor-like protein kinase, LRR-RLK)作为RLK家族最大分支的模式识别受体,在防御病菌入侵方面发挥重要作用。本研究系统鉴定了小麦LRR-RLKs家族成员,从小麦与条锈菌互作的转录组数据库中筛选出了43个显著差异表达的LRR-RLKs,最后选取了在亲和与非亲和互作过程中都显著上调表达的TaRLK3D.2为对象,利用实时定量PCR、亚细胞定位及大麦条纹花叶病毒介导的基因沉默初步研究了该基因在小麦与条锈菌互作过程中的功能。结果表明TaRLK3D.2定位于植物细胞膜,瞬时沉默TaRLK3.2后,条锈菌侵染严重度显著下降,生长发育变慢。作为典型的LRR-RLKs家族成员,TaRLK3D.2在小麦条锈菌侵染过程中可能行使感病功能。本研究初步明确了该基因的功能,以该基因为靶标通过基因编辑或诱变获取稳定的功能缺失突变体可创制持久抗条锈病材料,为生产服务。     

蛋白激酶TaPiPK1在小麦抗条锈病反应中的功能分析

由条形柄锈菌小麦专化型Puccinia striiformis f. sp.tritici(Pst)引起的条锈病,长期严重威胁小麦安全生产。Pst通过毒性变异产生新毒性小种或致病类型,能克服生产上已应用的抗病基因,导致抗病品种感病。因此,挖掘抗条锈病基因资源对小麦抗病遗传改良和加快抗病新品种培育具有重要意义。蛋白激酶在应答病原菌侵染,传递植物免疫信号中发挥重要作用。本研究通过小麦转录组数据分析,筛选到参与应答Pst、小麦白粉菌Blumeria graminis f. sp.tritici和赤霉病菌Fusarium graminearum侵染的蛋白激酶基因TaPiPK1。该蛋白激酶基因编码551个氨基酸,C末端含有一个STK激酶结构域。利用RT-qPCR检测发现,TaPiPK1在小麦与条锈菌非亲和互作的前期上调表达;TaPiPK1主要定位于细胞质与细胞膜。利用大麦条纹花叶病毒介导的基因沉默技术(BSMV-VIGS)瞬时沉默TaPiPK1,显著降低小麦‘水源11’对条锈菌非亲和小种CYR23的抗性,表明TaPiPK1参与小麦抗条锈病反应并发挥重要作用。因此,TaPiPK1有可能作为潜在的基...     

三唑酮对胶锈菌单核阶段发育影响的电镜观察

电镜观察结果表明，三唑酮引起胶锈菌发生了一系列变化。病菌单核菌丝和吸器内液泡明显增加，菌丝壁和吸器壁不规则地加厚，菌丝隔膜发育受阻而不能形成完整的隔膜，吸器外间质变宽并充满染色较深的物质，部分吸器发育受阻而使吸器畸形，大量染色较深的物质在性孢子梗顶瑞沉积，使得孢子梗失去产孢能力。病菌以上细胞学变化可能导致了病菌的进一步发育受阻。     

小麦条锈菌夏孢子和芽管细胞核荧光染色技术

用荧光染料DAPI研究结果表明,小麦条锈菌夏孢子染核的最适浓度为5μg/mL,染色时间为3min;夏孢子芽管染核的适宜浓度为3μg/mL,染色时间为2～3min。本研究还发现DAPI对分属于5个亚门中的30种植物病原真菌的孢子(孢子囊)、芽管和菌丝同样具有较好的染核效果。