水稻白叶枯病菌北方菌株的分子鉴别和致病型分析

为了阐明水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzaepv.oryzae,Xoo)北方菌株的毒性组成,对2008年和2009年从辽宁、吉林、河北、山东稻区采集的103个菌株进行了PCR分子鉴定,并利用一套水稻抗白叶枯病近等基因系作为鉴别品种,进行了致病性测定。结果表明,用3种不同引物对测定菌株基因组进行PCR扩增,均可以鉴别出与Xoo代表菌株完全一致、而与水稻条斑病菌明显不同的特异性扩增片段带型。6个水稻鉴别品种对测定菌株的感病反应明显不同,抗病性强弱依次为IRBB5IRBB13IRBB3IRBB14IRBB2IRBB24。103个菌株对6个水稻鉴别品种表现出毒力多样性,92个菌株(89.32%)表现与9个标准小种(R1~R9)代表菌株相同的致病型,其中36个R5和R8菌株为优势菌株,9个菌株为对6个水稻品种都致病的R9强毒力菌株;此外,新发现了其余11个菌株(10.68%)具有7种新的致病型(R10~R16)。     

OsBTF3基因在水稻光合作用和生长发育中的功能

为了揭示转录因子OsBTF3在水稻生长发育中的功能,比较分析了OsBTF3过量表达和RNAi转基因水稻T₁代株系叶片生长和株型发育的表型。结果表明,与野生型对照株相比,过量表达株系在叶绿素含量、叶绿体数量、光合速率、叶片大小、株高、节间长方面显著增加或增强; 而RNAi株系的明显降低或减弱。OsBTF3基因的增量或减量表达显著影响水稻光合作用、叶片生长和株型发育。说明OsBTF3在水稻生长发育中具有重要调控功能,可能在水稻转基因分子育种方面具有潜在的应用价值。     

软腐欧氏杆菌产细菌素菌株的筛选和细菌素类型的研究

采用Echandi方法,测定了从国内不同植物上分离,经鉴定的3个种和亚种的软腐欧氏杆菌(Erwiniacarotovora var.carotovora Dye,E.carotovora var.otroseptica Dye,E.chrysanthemi Burkholder.etal.)的224个菌株产生细菌素的能力。指示菌为代表3个不同种的菌株。测定结果表明:224个试验菌株中能产细菌素的有97个,占总数的43.3％。经测定产生细菌素的专化性有所不同,约各有1/3菌株分别对3种、2种、1种指示菌有抑制作用。有些广谱的细菌素甚至对其它属的植物病原细菌也有抑制作用。少数种内专化的产细菌素菌株可望用于软腐欧氏杆菌种鉴定的辅助手段。电镜观察初步表明,这些细菌素可能是分子大小不同的两种类型的细菌素:小分子细菌素在电镜下不可见,大分子细菌素具有短杆状结构,颇似无头壳的噬菌体的尾部。     

水稻白叶枯病局部和系统抗性的诱导

用同步诱导和系统诱导法研究了白叶枯病菌非亲和性小种诱导水稻产生的抗性反应,及对亲和性小种侵染的影响。结果表明:非亲和性小种JXOⅤ可诱导水稻IRBBXa4局部性抗性和系统性抗性的发生,诱导抗性的产生增强了水稻对亲和性小种JXOⅢ侵染的抵抗作用,遏制或缓解了亲和性小种JXOⅢ对水稻IRBBXa4的致病作用。JXOⅤ菌体组份及其培养滤液组份中含有激发子类物质,能诱导水稻IRBBXa4产生局部性抗病反应,此激发子类物质表现出热稳定性,且与harpin(HrpNEa)对水稻及烟草抗性诱导作用的特征类似。JXOⅤ中对水稻抗性的诱导物质仅在活菌与水稻IRBBXa4互作中表现出系统性抗性的诱导作用,而菌体组份及培养滤液组份不具有这种诱导作用。本文探讨了水稻白叶枯病抗性诱导物质可能的功能。     

插入诱变法应用于植物抗病基因的克隆

插入诱变法(Insertional mutagenesis)克隆基因的原理是将遗传分析清楚的DNA片段引入目的基因,使之产生表型突变,将DNA插入片段作为分子标签,分离其两端目的基因的旁侧序列;反过来再用旁侧序列作为探针分离出野生型基因。目前正在使用两种插入诱变法克隆植物抗病基因。     

OsBTF3过量表达和RNAi转基因水稻抗盐和抗低温胁迫鉴定

 为评估水稻OsBTF3基因在水稻对非生物逆境胁迫应答中的功能,利用RT Q PCR技术,对经高盐(200 mmol/L NaCl溶液)和低温(4℃)胁迫处理后水稻的OsBTF3基因表达动态进行了测定,并对前期获得的OsBTF3过量表达和RNAi转基因水稻株系进行了抗高盐和抗低温胁迫的鉴定。结果表明,高盐胁迫处理显著抑制了OsBTF3基因的表达,低温胁迫对其表达影响有一定的变化;转基因T2代过量表达株系对高盐和低温胁迫抗性显著增强,而RNAi转基因株系抗性减弱,说明OsBTF3可能在水稻对高盐和低温胁迫反应中起着重要的调控作用。     

水稻白叶枯病菌群体感应系统对T3SS基因表达的调控作用分析

 为了阐明水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae, Xoo)利用DSF信号群体感应(QS)系统对毒性表达进行调控的机理,本研究对编码QS的rpf基因进行了分子鉴定, 分析了Δrpf基因突变体在水稻叶组织中的种群量变化, 利用RT-qPCR方法定量测定了编码T3SS的hrp基因转录本以及rpf基因自身表达。结果表明,rpfF、rpfC和rpfG基因与几种主要植物病原黄单胞菌同源序列高度保守;RpfF是烯脂酰辅酶A水合酶家族成员之一,RpfC含有组氨酸磷酸激酶结构域(HisKA)和磷酸受体结构域(REC),RpfG含有REC和HD-GYP结构域;Δrpf突变体在水稻叶组织中的种群量及其扩展能力均明显下降; hrp基因转录显著地受到QS调控;rpf基因表达与Xoo种群密度密切相关。因此,Xoo QS系统显著地调控了hrp基因的表达,在QS与T3SS表达之间存在一个信号通路。     

OsCtBP-A基因过量表达和RNAi沉默对水稻根系生长和抗性的影响

为了阐明己克隆的水稻C端结合蛋白家族基因OsCtBP-A的功能,构建了该基因的过量表达和RNAi沉默载体,通过农杆菌介导转化水稻品种日本晴愈伤组织,分别获得了45个过量表达和75个RNAi 沉默T0代转基因植株,并进行了PCR和GUS染色鉴定。T1代过量表达株OsCtBP-A基因表达量明显增加,苗期根系生长增加,对水稻白叶枯病抗性无明显变化;而基因沉默株OsCtBP-A基因表达量显著下降,苗期根系发育迟缓,抗旱性明显降低,抗病性减弱。表明OsCtBP-A基因的表达可能对水稻苗期根系发育、抗旱性和抗病性具有不同程度的调控作用。     

我国植物病原细菌学的研究现状和发展策略

作为植物保护学科的重要分支学科之一,植物病原细菌学主要研究植物细菌病害的发生机理、灾变规律及其防控技术。近年来,我国在病原菌分子生物学、基因组学、病原菌-寄主互作机理等方面取得了重要进展。本文分析了本领域的发展规律和研究现状,探讨了今后的发展布局和重点方向,提出了相应的发展策略和保障措施。     

用基因芯片技术分析水稻白叶枯病菌侵染过程的基因表达图谱

水稻白叶枯病是由水稻黄单胞细菌(Xan- thomonas oryzae pv．oryzae,简称Xoo)侵染引起的。对Xoo致病机理的研究已从传统生物学、生理生化学逐渐向分子生物学以及新近发展起来的基因组学方向发展。已经从Xoo中克隆和定性了 vir、avr、hrp等几十个致病相关基因,对这些基因结构和功能的研究,在一定程度上增加了对Xoo 与水稻互作分子基础的认识。然而,病原菌致病过程是一个极其复杂的过程,病原菌需要侵入寄主, 避开寄主的防卫反应,摄取营养,形成有效定殖。这一过程不是一个或几个基因产物所能完成的,而是需要大量的毒性因子在特定的时间、空间进行特异水平的表达,才能实现成功的侵染。为了全面认清病菌的致病机理,仅仅对单个基因的功能进行研究显然是不够的,还需要从整个基因组水平上了解