我国水稻白叶枯病菌致病型划分和水稻抗病育种中应注意的问题

水稻白叶枯病(bacterial blight,BB)是我国水稻上的重要病害之一。本文简要概述了我国水稻白叶枯病发生现状,总结了病菌与水稻互作中亲和与非亲和性的决定因子,归纳了水稻感病性和抗病性基因的类型,并对白叶枯病抗性丧失的原因进行了分析,指出防控我国水稻白叶枯病应针对性加强水稻抗性育种工作,并提出了抗性育种以及生产上抗性品种布局中应该注意的问题。     

Determining frequencies of avirulent alleles in airborne Leptosphaeria maculans inoculum using quantitative PCR

Phoma stem canker (blackleg disease) of Brassica napus (oilseed rape, canola) is caused by the fungus Leptosphaeria maculans. Frequencies of avirulent alleles for loci where virulence can be associated with gene deletion (AvrLm1 and AvrLm6) were determined in samples of L. maculans airborne ascospore inoculum using quantitative PCR. The accuracy, reproducibility and limitations of detection were determined. Changes in the frequency of avirulent alleles were determined for the 2006/2007, 2007/2008 and 2008/2009 growing seasons for winter oilseed rape in the UK. The frequency of AvrLm1 remained small (between 9% and 16%), whilst the frequency of AvrLm6 fluctuated between 35% and 66%. Estimation of frequencies of avirulent alleles in airborne pathogen inoculum gives an efficient and unbiased method to assess the potential of crop cultivars with corresponding resistance genes being at risk of disease.     

猕猴桃细菌性溃疡病菌T3SS关键效应蛋白基因致病功能

[目的]由丁香假单胞菌猕猴桃致病变种(Pseudomonas syringae pv.actinidiae,Psa)引起的猕猴桃细菌性溃疡病是全球猕猴桃产业最具毁灭性的病害.病原细菌主要通过Ⅲ型分泌系统(typeⅢsecretion system,T3SS)将多种效应蛋白(T3SS effector,T3SE)注入寄主...     

稻瘟病菌类LxAR家族基因的预测及表达分析

在侵染水稻过程中,稻瘟病菌分泌一系列效应因子来抑制寄主免疫系统。无毒效应因子AVR Pii和AvrPiz-t的氨基酸序列含有类LxAR基序,基于此,本研究利用生物信息学技术,从稻瘟病菌基因组中筛选获得了99个含有类LxAR基序的假定效应因子(MoLLEs)。该家族蛋白都为小分子蛋白(70~300 aa),富含半胱氨酸氨基,绝大多数为未知功能的蛋白。24个蛋白含已知的功能域,可能涉及了多种生命过程,其中有9个蛋白编码植物细胞壁降解酶。通过表达模式分析发现,MoLLEs家族基因成员的表达受到饥饿胁迫、附着胞生长发育以及侵染水稻等过程的诱导,此外一部分基因受到附着胞发育关键基因PMK1调控。基因表达交叉分析表明,部分基因同时在附着胞发育和致病过程中上调表达。在与水稻的相互作用中,MoLLEs在稻瘟病菌侵染不同阶段均有上调表达,并且部分基因受亲和或非亲和反应特异性诱导。      

向日葵柄锈菌效应子P2的定位及功能研究

由向日葵柄锈菌（Puccinia helianthi Schw.）引起的向日葵锈病严重威胁着向日葵的安全生产。效应子是一类病原菌侵染过程中分泌的蛋白,促进病原菌侵染或触发寄主免疫。为明确向日葵锈菌效应子P2在锈菌侵染过程中发挥的作用,对该基因序列进行了生物信息学分析;以向日葵锈菌夏孢子cDNA为模板,克隆了P2基因的编码序列,利用qRT-PCR技术分析了该基因在侵染过程中的表达特性;采用农杆菌瞬时表达系统在烟草上验证了P2的毒性功能,并在烟草上瞬时表达对其进行了亚细胞定位。研究结果表明,P2编码58个氨基酸,N端含24氨基酸的信号肽,无核定位信号及跨膜结构域,并在向日葵锈菌侵染早期上调表达。在本氏烟中瞬时表达P2可以抑制BAX诱导的细胞坏死,亚细胞定位结果表明P2定位在细胞膜及细胞核。     

基于DEM-MFBD的辣椒移栽机取投苗装置设计与试验

针对现有辣椒移栽机取苗成功率低、损伤率高、稳定性差的问题,设计了一种插夹联动式末端执行器,基于整排取苗、间隔投苗的取投苗作业形式设计了气动控制系统,分析了取投苗装置结构及工作原理,建立了末端执行器运动学、动力学模型,以薄皮椒钵苗为研究对象开展力学特性试验,结合取苗过程边界条件确定了末端执行器主要参数范围;通过ADAMS运动轨迹仿真与FluidSIM-P 3.6气动系统仿真分析,验证了取投苗装置结构设计与气动时序的合理性;通过DEM-MFBD联合仿真对取苗情况进行了可视化分析,为末端执行器关键参数优化提供依据。通过单因素试验明确了各关键因素对取苗成功率与基质损失率的作用规律;设计正交试验,通过方差分析、响应面分析与多目标寻优得出最优参数组合为：取苗针间距12.25 mm、取苗针入土角50.37°、取苗针行程14.21 mm。台架验证试验得出：取苗成功率为97.92%、基质损失率为2.21%,与回归模型预测值误差分别为0.49%、3.8%,无茎秆损伤现象,取投苗效果良好。     

猕猴桃溃疡病菌Ⅲ型效应蛋白HopAZ1功能研究与互作蛋白鉴定

细菌Ⅲ型分泌系统可向寄主植物细胞分泌多种效应蛋白,在丁香假单胞菌猕猴桃致病变种(Psa)侵染猕猴桃致病中发挥关键作用.但是,尚不清楚Psa如何利用这些效应蛋白与寄主互作.Psa的5个生物型群体具有不同种类的效应子,但其中共有的14个效应子可能是参与病菌与寄主亲和互作的关键因子.本研究系统调查了其中HopAZ1的功能.结...     

甜瓜粉霉病菌效应蛋白编码基因的预测与分析

 粉霉病是一种严重影响甜瓜果实品质并造成经济损失的采后病害,效应蛋白在病原真菌致病机制中发挥着重要作用。为获得引起甜瓜粉霉病病原菌粉红单端孢(Trichothecium roseum)的效应蛋白,本研究利用一系列生物信息分析软件(SignalP, TMHMM, Protcomp, big-PI Predictor, TargetP和Blastp)对该菌进行效应蛋白预测与分析,并采用实时荧光定量PCR检测其中6个候选效应蛋白编码基因在离体诱导培养和接种果实时的表达模式。结果表明:从T. roseum的9 760个蛋白序列中预测得到154个候选效应蛋白,其中64个具有功能注释,其余为功能未知蛋白;候选效应蛋白的信号肽长度在14~30 aa之间,且大部分是由信号肽酶I型进行识别;信号肽中出现频率最高的氨基酸依次为丙氨酸、亮氨酸和丝氨酸;其中5个候选效应蛋白编码基因在离体诱导条件下和接种果实时表达量均显著升高,说明其可能为真正的效应蛋白。本研究预测获得了T. roseum中的效应蛋白,实时荧光定量PCR分析说明效应蛋白编码基因参与了T. roseum侵染甜瓜果实的致病过程,这些结果为进一步分析效应蛋白的功能与致病机制奠定了基础。     

TALENs：植物基因组定点剪辑的分子剪

随着高通量DNA测序技术的发展,获取生物全基因组序列已不再困难。结构基因组学和功能基因组学的巨大进展,使人类全面解码生物基因组的梦想正在逐步实现。接下来的问题是：如何按照人们的意愿对生物基因组进行定点改造？科学家早在1988年就开始探索植物基因组的定点改造技术,但进展十分缓慢。2009年,关于黄单胞菌效应子蛋白TAL effector与寄主靶基因DNA特异性识别分子密码的破解,使植物基因组定点改造呈现出新的曙光,目前已研发出可以对生物基因组进行定点剪辑的新技术--TALENs（TAL effector nucleases）。由于TAL effector识别DNA碱基的模式具有高度的专一性,而且可以简便地组装出特异性结合任意DNA序列的模块化蛋白,因此,TALENs成为目前最有发展前景的基因组修饰技术。本文综述了TALENs研发的背景、结构、工作原理和技术特点,重点介绍了利用TALENs定点改造植物基因组的一般策略和技术方案,最后对TALENs定点改造植物基因组的应用前景进行了讨论。