水稻白叶枯病菌hrp调节基因hrpG的鉴定及其变异分析

根据水稻细菌性条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzicola,Xooc)hrp基因的序列设计引物,通过PCR方法从水稻白叶枯病菌JXOⅢ和PXO99A菌株中扩增得到核苷酸序列完全一致的hrpG基因.以该基因为探针与JXOⅢ/pUFR034基因组文库中含有hrpX克隆pUHRX245(36.8 kb)的4个亚克隆进行southern blot分子杂交,确定在亚克隆pB1中1.3 kb大小的片段和AE4(3.0 kb)片段中存在hrpG同源序列.测序结果表明,在pB1中有586个碱基序列,在AE4中有206个碱基,共同构成完整的hrpG基因,且与已知的hrpX基因是毗邻的.以同样方法从水稻白叶枯病菌PXO99A菌株的hrp-突变体M16中扩增得到hrpG基因对应位置的同源突变序列.序列分析表明其有意义突变为541位的C→T的突变,从而导致亮氨酸变为苯丙氨酸(Leu→Phe).将hrpG基因和突变序列分别导入突变体M16中,转移结合子M16/hrpG(PXO99A)恢复了其在烟草上的过敏反应和在水稻上的致病性,而突变序列的结合子M16/hrpG(M16)则不能使其恢复功能,从而确定M16是由于单个碱基的突变所引起的功能突变.经过对基因及其产物的比对发现,对于第Ⅱ组hrp调节基因hrpG的变异,种间变化明显高于种内不同致病变种的变化.     

水稻白叶枯病菌致病相关基因筛选系统的建立

水稻白叶枯病菌Xanthomonas oryzae pv.oryzae是水稻生产中最严重的细菌性病害之一。本研究采用Tn5转座子随机插入突变的方法构建水稻白叶枯病菌广西菌株K74的突变体库,Southern杂交显示Tn5随机单拷贝插入基因组。通过水稻致病性检测试验,目前获得15个致病力降低50%以上的突变体,为定位Tn5插入突变基因,经质粒拯救、测序、序列分析后发现:4个突变基因为gum基因簇基因,5个为LPS基因簇基因,2个为metB基因,1个为hrpB1基因,2个是与糖合成转移酶相关基因,1个为编码假定蛋白的基因。其中14个突变基因是已知的与致病相关的基因。实验结果表明本研究成功建立了一个筛选水稻白叶枯病菌致病相关基因的系统,为进一步研究水稻白叶枯病致病相关基因,阐明该病的致病机理奠定基础。     

孝顺竹内生菌BME17对水稻白叶枯和条斑病生防效果的初步研究

2017年5月从校园内健康孝顺竹叶分离纯化得到1株具有生防潜力的细菌BME17菌株.为研究BME17菌株的生防潜力,对水稻白叶枯病菌PXO99和细菌性条斑病菌RS105的平板抑菌活性以及水稻盆栽的防治效果,以期为水稻白叶枯病和细菌性条斑病的生物防治提供材料.通过形态观察、理化特性和16S rDNA基因测序对其进行鉴定.平板对峙法检测其对PXO99和RS105的拮抗作用,并对该菌的生防效果进行盆栽试验.结果表明,菌株BME17为枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis;平板上,内生菌BME17对PXO99的抑菌圈直径(D)/菌落直径(d)为2.18;而对RS105的抑菌效力比值为1.87.盆栽防治试验,内生菌BME17对PXO99引起的水稻白叶枯防治效果为43.06%;而对RS105引起的水稻细菌性条斑病的防治效果为24.32%.内生细菌BME17对水稻细菌病害表现出一定的生防潜力.     

水稻白叶枯病菌无毒新基因的克隆和序列分析

从菲律宾水稻白叶枯病菌9a生理小种的代表菌株PX0339中克隆到一个新的无毒基因,全长2118bp,编码705个氨基酸,分子质量和等电点分别约为74．7ku和6．585．NCBI网站BLAST表明,该基因属于avrBs3基因家族,命名为arp3．与所有avrBs3同源基因的Alignment分析发现,arp3的5’端缺少了两个长度分别是144bp和45bp的片断,但在水稻白叶枯病菌中,arp3基因的5’端的特征很普遍．全长的arp3基因中间区域是一个特异的只有5．5次102bp的重复区,是已克隆的avrBs3基因家族中重复次数最少的一个,C-端有3个核定位信号NLSs和1个酸性转录激活域AAD．     

水稻黄单胞菌2个致病变种的表型和趋化性比较研究

水稻白叶枯病菌和水稻条斑病菌是水稻黄单胞菌Xanthomonas oryzae种下的2个致病变种,其侵染水稻的途径、定殖部位和引起的症状明显不同。本文采用平板法和毛细管法分别对2个病菌的基本表型和趋化性进行比较分析,并采用剪叶接种法和压渗接种法,检测了它们在水稻日本晴Oryza sativa L.japonica品种上的致病性。结果表明,2个病菌在部分检测指标上保持一致,均能形成隆起的黄色菌落,能合成相当数量的胞外多糖和胞外淀粉酶,对蔗糖、多种氨基酸、水稻提取物的趋化反应一致。然而,两菌在胞外蛋白酶和纤维素酶分泌、运动性,以及对葡萄糖、木糖、果糖、柠檬酸、多种植物激素趋性方面存在明显差异。     

水稻S_5区候选克隆R2I19的筛选及序列信息学分析

以水稻广亲和品种Cpslo17为材料 ,构建了一个覆盖 9倍核基因组的cosmid文库 ,其平均插入片段约4 0kb。以与广亲和位点紧密联锁的单拷贝分子标记BAC2 3D12的R末端为探针 ,从cosmid文库中筛选得到一个阳性克隆R2I19(～ 32kb)。结合S5位点的高密度连锁图和物理图谱 ,初步确定为S5区候选克隆。对该克隆的 2个TAC亚克隆TRW15 10 (～ 15kb)及TRW15 17(～ 15kb)进行了初步的生物信息学分析 ,证实与已知的水稻基因组序列有很高的同源性 ,并显示其中可能含有与水稻育性相关的基因。     

抗稻瘟病水稻BAC文库的构建与鉴定

水稻是一种重要的粮食作物，同时也是一种重要的单子叶植物模式.稻瘟病是水稻生长中的一种严重病害，因此分离和克隆新的稻瘟病抗病基因具有重要的应用价值.以一个抗稻瘟病农家种水稻为材料，以plndigoBAC5为载体，构建了细菌人工染色体（BAC）文库.该文库共有90 000个转化子，插入频率99％，插入片段平均长度为105 kb，由此推测这个文库覆盖水稻基因组约20倍.利用其中的45 000个转化子建立了4维PCR筛选体系，并且通过4维PCR筛选体系，筛选获得了7个含水稻分蘖基因（MOC1）的阳性克隆.因此该文库是一个高质量、高覆盖率的水稻BAC文库，能有效用于目的基因的分离.     

水稻S5区候选克隆R2I19的筛选及序列信息学分析

以水稻广亲和品种Cpslo17为材料，构建了一个覆盖9倍核基因组的cosmid库，其平均插入片段约40kb。以与广亲和位点紧密联锁的单拷贝分子标记BAC23D12的R末端为探针，从cosmid库中筛选得到一个阳性克隆R2I19（－32kb)。结合S5位点的高密度连锁图和物理图谱，初步确定为S5区侯选克隆。对该克隆的2个TAC亚克隆TRW1510（－15kb)及TRW1517(-15kb)进行了初步的生物信息学分析，证实与已知的水稻基因组序列有很高的同源性，并显示其中可能含有与水稻育性相关的基因。     

水稻条斑病细菌(Xanthomolias oryzae pv.oryzicola)Wzt基因参与LPS O-抗原合成和影响细菌致病性

ABC-转运系统将同质O-抗原多糖链从细胞质内膜转运到细胞周质空间合成脂多糖(LPS)。通过功能互补和亚克隆序列分析在X. oryzae pv. oryzicola的基因组文库中发现了一个Wzt基因, 该基因编码产物是运输O-抗原的ABC-转运系统的疏水组成部分,为ATP-结合蛋白。为区别基因来源将该基因命名为Wzt_(Xooc). Wzt_(Xooc)编码一个35.9 ku的蛋白质。通过分析发现,Wzt_(Xooc)与数据库中的其他细菌包括水稻白叶枯病菌的ABC-转运系统的ATP结合蛋白质不同。在Wzt_(Xooc)序列中仅发现ATP-结合蛋白中4个保守基序的3个,没有发现ATP-结合位点Walker A(ATP/GTP binding site motif A)。通过基因插入突变得到Wzt_(Xooc)基因突变体Mwzt。LPS分析表明:由于该基因突变使O- 抗原链不能转运通过细胞质膜,不能形成完整的LPS分子,突变体菌落表面丧失了产生大量胞外多糖的能力;突变细菌不产生鞭毛,丧失了游动性和生物膜形成的能力。重要的是突变体在水稻上的繁殖能力和致病性明显下降,证明Wzt_(Xooc)基因与LPS合成及致病性有关。     

水稻细胞内的抗白叶枯病物质——安全病害防治法的考察

水稻主要病害之一的白叶枯病,是由于水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae)侵入水稻叶或茎的维管束系,在导管内增殖而引起的,逦常沿着叶缘产生黄色的波状病斑,不久其组织就逐渐白枯,因此而得名。白叶枯病在日本,尤其是在东南亚各国的稻作上,是常常带来重大损失的病害。作者以在生物化学水平上查明白叶枯病菌侵入、感染组织时,在两者之间会发生什么样的相互作用为目的,利用由水稻芽生诱导的水稻愈合组织和 X.oryzae 系,进行了种种离体研究。结果观察到在水稻愈合组织的细胞中存在着对 X.oryzae 有抗菌性的物质,在水稻植株体内也存在着同样的物质。把水稻愈合组织置于含有 X.oryzae 及添加酪朊水解物和蛋白胨的无     

水稻黄单胞菌AvrBs2效应因子向植物细胞中转运的作用机制研究

水稻黄单胞菌水稻致病变种Xanthomonas oryzae pv.Oryzae(Xoo)是引起水稻白叶枯病的病原细菌。目前对于Xoo效应因子的研究大多集中在对TAL效应因子的鉴定和功能研究上,而对non-TAL效应因子的研究却很少,如AvrBs2。AvrBs2Xcv虽然是第一个被证明能够增强病原细菌在寄主植物中繁殖的non-TAL效应因子,并且能够增强野油菜黄单胞菌(Xcv)的毒性,但是与其高度同源的水稻黄单胞菌avrBs2效应因子的功能目前研究的还不清楚。     

茄青枯假单胞菌毒性基因的功能分析

分离自花生的茄青枯假单胞菌(Ralstonia solanacearum,R.s)T2015的一段4.5 kb DNA中ORF2和ORF3位于同一个操纵子中.ORF2和ORF3 DNA序列与GeneBank同源性比较分析和T2015及其突变体T2136(ORF2)、T2135/R(ORF3)、T2135(ORF3极性突变体)和互补株T2136/R(ORF2)、T2145(T2135)的脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)SDS-PAGE带型比较分析表明:ORF2参与LPS完整的核心的合成;ORF3编码产物在LPS完整的生物合成中起脂质A核心区—O-antigen连接酶作用.菌落形态和植株实验结果表明LPS与病菌菌落形态和其对寄主的致病性有关,而与其在非寄主上引起过敏反应能力无关.     

水稻硝酸还原酶基因5′上游序列的克隆与序列分析

以日本晴水稻幼苗叶的基因组总DNA为模板,采用PCR方法扩增获得约1 300 bp大小的DNA片段,回收该片段并与pMD18-T载体连接,转化大肠杆菌感受态,并提取质粒DNA.用凝胶电泳检测和酶切鉴定,选取阳性克隆进行测序分析.测序结果显示,该片段含1 376个核苷酸对;应用NCBI网站的BLAST软件对本试验中克隆的序列与GenBank(NC_008401)公布的水稻硝酸还原酶基因启动子序列进行比对,有3个核苷酸差异,同源性为99%,证实本试验中克隆的DNA序列为水稻硝酸诱导基因启动子.该序列含有多个与转录调控有关的保守序列(如TATA-box、CAAT-box和GAGA-box).此序列的成功克隆,为今后开展水稻等重要农作物转基因研究奠定基础.     

水稻条斑病细菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzicola)Wzt基因参与LPS O-抗原合成和影响细菌致病性

ABC-转运系统将同质O-抗原多糖链从细胞质内膜转运到细胞周质空间合成脂多糖(LPS).通过功能互补和亚克隆序列分析在X.oryzae pv.oryzicola的基因组文库中发现了一个Wzt基因,该基因编码产物是运输O-抗原的ABC-转运系统的疏水组成部分,为ATP-结合蛋白.为区别基因来源将该基因命名为WztXooc.WztXooc编码一个35.9 ku的蛋白质.通过分析发现,WztXooc与数据库中的其他细菌包括水稻白叶枯病菌的ABC-转运系统的ATP结合蛋白质不同.在WztXooc序列中仅发现ATP-结合蛋白中4个保守基序的3个,没有发现ATP-结合位点Walker A(ATP/GTP binding sitemotif A).通过基因插入突变得到WztXooc基因突变体Mwzt.LPS分析表明:由于该基因突变使O-抗原链不能转运通过细胞质膜,不能形成完整的LPS分子,突变体菌落表面丧失了产生大量胞外多糖的能力;突变细菌不产生鞭毛,丧失了游动性和生物膜形成的能力.重要的是突变体在水稻上的繁殖能力和致病性明显下降,证明WztXooc基因与LPS合成及致病性有关.     

稻白叶枯菌弱毒株诱导的系统抗性——兼论与防御酶活性的变化

2 个品种(余水糯, 浙辐802)的水稻幼苗经白叶枯菌( Xanthomonas oryzae pv. oryzae) 弱毒株75-1处理后,均获得了对白叶枯菌强毒株 76-25 的系统抗性,超氧化物歧化酶( SOD) 、 过氧化氢酶( CAT) 活性下降, 脂氧合酶( LOX)、 丙二醛含量升高Ti ron 削弱了75- 1对上述指标的诱导作用,导致75-1对余水糯和浙福 802 的互作由非亲和性类型转变为类似亲和性性类型.提示 O^{- .}₂ 等活性氧介导的脂膜过氧化损伤及防御酶系统的活性变化与水稻幼苗对稻白叶枯病的系统性抗性有关.     

双向电泳联用质谱技术研究水稻明恢63对细菌性条斑病侵染的应答

水稻细菌性条斑病是由细条病菌Xanthomonas oryzae pv. oryzicola (Xooc)引起的一种细菌性病害,是我国南方稻区的主要病害.为了探明水稻对细条病的应答机制,我们应用双向电泳联用质谱技术,研究了水稻品种明恢63在水稻细条病病菌侵染后不同时期的全蛋白变化,并对差异蛋白进行了鉴定以及分析归类.共鉴定出17种表达上调的蛋白和10种表达下调的蛋白,这些蛋白参与了水稻对细条病侵染的信号识别及防卫应答,其中包括信号转导类蛋白、防卫相关蛋白、代谢相关蛋白和参与蛋白质合成的蛋白等.     

水稻白叶枯抗性基因Xa-min(t)的抗谱鉴定及其分子标记的筛选

利用来自11个国家的34个水稻白叶枯病菌菌株,以高感品种IR24、含有已克隆的抗白叶枯病基因Xa21的品系C64(IRBB21)、中花11和日本晴4个水稻品种作为参照,对一个含有来自小粒野生稻(Oryza minuta)的抗白叶枯病基因Xa-min(t)的渐渗品系(introgression line)78-15进行了抗谱鉴定.结果表明,Xa-min(t)是一个广谱、高抗的白叶枯病抗性基因.同时,以IR24和78-15为亲本进行杂交,并采用分离群体分组分析法(BSA)、随机引物扩增多态性DNA(RAPD)和序列特异性扩增区(SCAR)筛选与Xa-min(t)连锁的分子标记.共筛选了800个购自Operon公司的随机引物,其中有2个引物,BE05和BE06,可扩增出与Xa-min(t)连锁的RAPD标记BE05300和BE061400.对这两个DNA片段克隆并测序,根据两端序列设计了两对长度为21～24 bp的特异引物扩增供试材料,其中一个RAPD标记可转化成稳定、重复性好的SCAR标记ScBE05300.用ScBE05300和BE061400标记分别对IR24和78-15的杂交F2代948和719个单株进行的连锁分析表明,这两个标记与Xa-min(t)的连锁距离分别为2.2和3.7 cM,并位于Xa-min(t)的同一侧.这些结果为Xa-min(t)的精细物理图谱的构建奠定了基础.     

水稻S5-ORF3蛋白质的进化分析

生殖隔离在形成新物种和物种同一性的保持中有重要作用,因而在水稻优化育种中有重要的意义。S5位点是一个已克隆的控制水稻生殖隔离的基因,它产生的S5-ORF3,ORF4和ORF5蛋白质共同调控着indica-japonica杂交后代的育性,特别是S5-ORF3蛋白质在打破水稻亚种indica-japonica之间的生殖隔离与促进物种间的基因交流中发挥重要作用。针对S5-ORF3的进化分析对于研究它的功能和起源很重要,但目前尚无报道。本文基于序列和进化分析,提出S5-ORF3为一种定位在内质网中的新的HSP70家族蛋白,但缺乏HSP70的C端的多肽结合结构域,推测S5-ORF3可能通过影响alpha-淀粉酶的合成来作用于内质网压力;找到了ORF3的19条同源蛋白,并用极大似然算法构建了可靠的进化树,发现水稻的S5-ORF3与节节麦的luminal-binding蛋白进化关系最为密切;作了置信度100%的S5-ORF3蛋白质的三维结构预测,预测了居中的配体绑定位点;发现了水稻的S5-ORF3与其他HSP70蛋白相比独特的基序,为进一步研究S5-ORF3的作用机理和演化历史提供了线索和数据支持。     

K型和冈型水稻线粒体DNA的AFLP分析

用264个随机引物(E11,M24)对K型和冈型水稻(Oryza sativa L.)的不育系、保持系和F1代线粒体DNA进行AFLP分析,共筛选到了37对扩增效果较好的引物,显示出9条可能与K型水稻雄性不育相关的差异带,3条可能与冈型水稻雄性不育相关的差异带.其中引物组合E10M8(EcoR Ⅰ-ATA×Mse Ⅰ-AGC)扩增后,K型和冈型水稻不育系、F1代几乎在750 bp左右的位置都同时表现出了差异条带而在保持系相应位置表现为缺失,它与"缺陷型不育"假设一致.由此证明了K型和冈型水稻不育系线粒体DNA的特异性及其与雄性不育的相关性,为回收克隆等后续工作奠定了基础.