小麦Brock抗白粉菌侵染早期防御应答基因分析

为了探究小麦对禾本科布氏白粉菌的防御机制,以强抗白粉病小麦品种Brock为研究对象,利用RNA-seq技术分析了白粉菌侵染早期Brock中的应答基因,共鉴定出4625个差异表达基因(DEGs).利用KEGG分析重点注释了小麦与白粉菌互作的20条主要途径,通过qRT-PCR技术检测了来自不同途径的9个差异表达基因.其中,...     

白粉菌对抗、感白粉病小麦品种叶片组织侵染情况的研究

采用透明染色法对白粉菌15号生理小种侵染的小麦叶片进行处理,观察不同时间段白粉菌对京411,Brock及其杂交后代近等基因系（NIL）叶片的侵染情况。结果表明：Brock,NIL抗病耐受性均强于京411,此结果可为今后抗病基因的克隆、植物抗性信号转导机制等研究提供细胞学上的依据。     

白粉菌诱导的小麦品种Brock的差异表达基因解析

为了解抗病小麦品种Brock对白粉菌的抗性机制,采用m RNA差异显示技术(DDRT-PCR)和反向Northern杂交技术分析小麦Brock在白粉菌诱导下的差异表达基因.对照组共获得5 072个片段,诱导组获得5 366个片段,反向Northern杂交筛选后,获得94个差异表达片段.基因测序和Blast比对后,共有71个片段得到功能注释,涉及抗病防御相关基因、能量代谢相关基因、转录因子、次级代谢相关基因以及信号转导基因等.选取与RPP13同源的片段7和与MYB44同源的片段10进行半定量表达模式分析,发现白粉菌诱导后这2个基因的表达明显上调,在染菌8 h后达到峰值,表明二者可能参与Brock白粉菌侵染的早期应答反应.     

对白粉病敏感、抗性栽培小麦及杂交后代的蛋白质组分析

感病小麦京411、抗病小麦Brock及杂交后代近等基因系感染白粉菌后,发现京411感病,Brock和近等基因系抗病,因此白粉病抗性呈显性．对上述3种小麦的叶片进行蛋白质组分析,在感小麦的京411中有一个8kD／pI 5．3的特异蛋白,该蛋白在抗病品种Brock和杂交后代近等基因系中不存在,后者的蛋白质谱型与Brock相同．上述结果表明,幼苗抗白粉病特性的遗传与蛋白质谱型的遗传相类似,此结果也许可以为生产上筛选抗白粉病小麦品种提供生化依据．     

巴西橡胶树ADP核糖基化因子的鸟核苷酸交换因子基因(HbGNOM)的鉴定与表达

在橡胶树转录组测序的基础上,通过RT-PCR技术扩增得到了橡胶树的一个ADP核糖基化因子的鸟核苷酸交换因子基因(HbGNOM),该基因包含了一个4 410 bp的开放阅读框,编码了一个含1 470个氨基酸的蛋白.生物信息学的分析结果表明:橡胶树HbGNOM蛋白与麻风树、木薯、蓖麻和拟南芥的GNOM蛋白高度相似,相似性分别为97%,96%,95%和84%.半定量分析的结果表明:当橡胶树受到白粉病菌侵染时,HbGNOM基因在叶片中的表达明显升高,但其对炭疽病菌的侵染不产生应答;HbGNOM基因在叶片中的表达可受植物激素乙烯(ET)的诱导,但其对水杨(SA)和茉莉酸(JA)的处理没有明显应答,因此,HbGNOM可能与乙烯信号传导途径有关,并且参与了橡胶树对白粉病的抗病反应.     

抗白粉病小麦近等基因系DNA甲基化的MSAP分析

应用甲基化敏感扩增多态性（MSAP）技术检测小麦抗白粉病代换系6A／6V与感病品系京411的近等基因系NILs,及其亲本6A／6V和京411的基因组DNA甲基化变化．结果表明,NILs的整体甲基化水平（22．9％）略高于6A／6V（21．2％）,低于京411（23．4％）．分析其甲基化模式发现,NILs相对京411甲基化水平降低条带比例（2．89％）明显高于甲基化提高条带（0．55％）,而相对抗病亲本6A／6V,NILs甲基化水平降低条带比例（2．96％）明显低于甲基化提高条带（4．20％）,说明NILs的整体基因表达水平低于6A／6V,高于京411．     

普通小麦Brock中一个抗白粉病新基因AFLP标记P13/M13250的筛选

用225对AFLP引物组合，对白粉病敏感小麦品种京411，抗病品种Brock和以京411为轮回亲本、Brock为抗源供体育成的近等基因系（NILs）进行分子标记筛选，其中，引物组合P13／M13能在抗、感材料间稳定产生P13／M13-250bp的多态性片段．用Brock与京411杂交R代抗、感分离单株，对P13／M13 250进行了初步连锁性鉴定，该标记对小麦植物抗病育种分子标记辅助选择有一定用处．     

小麦成熟胚愈伤组织诱导及植株再生体系的优化

为了建立和优化小麦成熟胚愈伤组织的诱导和植株再生体系,以京411、Brock、春麦S10鉴-6和春麦津强5号4种小麦的成熟胚为外植体,进行愈伤组织的诱导、分化及再生体系优化的研究.结果表明:(1)京411在各种诱导培养基中的平均出愈率高于其他3个品种;(2)京411在MS1(MS+2.0 mg/L 2,4-D+200 mg/L CH+100 mg/L MI+250 mg/L Glu)培养基中的出愈率最高,因此将该培养基定为京411的最佳诱导培养基;(3)同不切相比,采用纵全切的方式处理京411的成熟胚能够获得较高的出愈率和质量较好的愈伤组织;(4)在分化培养基F7(MS+10 mg/L ZT+0.1 mg/L IAA)中,京411成熟胚的愈伤组织分化率、出苗率和生根率最高,幼苗长势最好,因此该培养基可以用作京411成熟胚愈伤组织的分化培养基.     

河南周口地区萹蓄白粉病菌的鉴定与进化分析

通过形态观察、分子鉴定、科赫法则验证和系统进化分析对河南周口地区萹蓄所感病原菌进行鉴定.结果表明:该病原菌菌丝体外生,菌丝有隔膜.分生孢子梗圆柱形,包含3个细胞;分生孢子串生,近柱形,大小为(22.0～35.5)μm×(10.5～16.5)μm.闭囊壳近卵形,含有3～5个子囊孢子.科赫法则检测发现,病原菌回接发病与自然发病症状一致.分子生物学和系统进化分析结果显示,该病原菌ITS序列(KX757832.1)与已报道的蜡叶峨参独活白粉菌(KF111807.1)、洋常春藤独活白粉菌(KP055630.1)、胡萝卜独活白粉菌(KC480605.1)和酸模独活白粉菌(KY073878.1)序列聚为一枝,其同源性分别为98.40%、98.57%、98.40%和98.57%.初步推测,河南周口地区萹蓄所感白粉病原菌为独活白粉菌.     

白粉菌效应蛋白研究进展

在病原菌与植物的相互作用过程中,病原菌分泌大量效应蛋白帮助其侵染植物,因此效应蛋白一直是植物病理学研究的热点课题.该文基于大量白粉菌效应蛋白的研究成果,就近年来白粉菌效应蛋白的生物信息学预测分析结果、功能效应蛋白鉴定及其作用机理和无毒效应蛋白研究进展等方面进行综述,同时对未来值得重点关注的研究方向进行探讨,以期为白粉菌致病性的研究提供理论参考.     

稻瘟菌侵染对水稻细胞骨架排列方式的影响

采用免疫荧光技术成功检测到水稻叶鞘内表皮细胞中微管和微丝的分布情况.稻瘟病菌的侵染使水稻叶鞘内表皮细胞中微管、微丝排列方式发生明显的改变,这种排列方式的改变非常灵敏,且在亲和性互作和非亲和性互作之间差异明显.非亲和性互作反应中,病菌侵染早期微管、微丝均放射状向病菌侵染点分布,至寄主细胞产生过敏性坏死时,逐渐受到破坏而降解.亲和性互作反应中,微管、微丝在病菌侵染的早期则已开始降解,形成短棒状或点状结构,比较均匀地分布于整个细胞,病原菌侵染菌丝在寄主细胞中扩展时,难以观察到完整的微管、微丝.     

一个新的PMA诱导相关基因在Pichia pastoris酵母系统中的表达

利用包含 40 96条各种人类基因的DNA芯片研究了代谢增强剂PMA(phorbolmyristateacetate)激活的人单核巨噬细胞HTP 1的早期应答基因 ,根据已有的旧基因信息 ,实验结果基本反映了人单核巨噬细胞早期应答基因的表达谱 .选取其中一条候选早期应答基因为后续研究对象 ,并进行蛋白质的酵母表达 ,为下游的基因功能研究奠定一定的基础 .     

小立碗藓-灰霉菌互作过程中活性氧代谢及病程相关蛋白1转录表达的变化

为了解苔藓植物小立碗藓与病原真菌灰霉菌的互作关系,观察了灰霉菌在小立碗藓配子体中的感染行为和小立碗藓受感染后的组织病理学变化.另外,还测定了接种灰霉菌后小立碗藓配子体的过氧化氢量、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)的活性以及病程相关蛋白1(PR1)基因转录表达变化.结果表明:(i)在灰霉菌接种早期小立碗藓出现类似维管束植物的过敏性反应;(ii)接种早期PR1基因表达上调和POD活性增高,说明PR1和POD可能与小立碗藓对灰霉菌的早期防御反应有关;(iii)病原菌侵染引起小立碗藓配子体内CAT、SOD活性下降和过氧化氢量升高,说明小立碗藓与灰霉菌互作中出现了氧化还原态的变化.     

续断菊白粉病的病原菌鉴定

采用形态学鉴定、致病性鉴定和分子系统学鉴定方法对中国商丘地区首次检出的续断菊白粉菌的系统进化关系进行了研究.结果表明,该病原菌分生孢子梗直立,圆柱形,简单无分枝,大小为108～220μm×10～12μm,包含1个足细胞,2～3个短细胞;分生孢子串生,圆柱形,无明显纤维体,大小为29～42μm×19～24μm;附着胞呈乳头形;病原菌接种叶片病症与自然状态一致,形成薄而边缘不明显的白色斑片;对其核糖体DNA内转录间隔区(ITS)序列进行PCR扩增、测序获得595bp序列(GenBank登录号:JQ010848),经MEGA 3.1软件分析,其与来自二孢白粉菌(Golovinomyces cichoracearum)的AY739111,HM449077,AB453762,AB077673序列聚为1枝,而与来自同属另3个种的ITS序列亲缘关系较远.研究表明,商丘地区的续断菊白粉菌为二孢白粉菌(G.cichora-cearum).     

大黄鱼凝血酶原类似基因的克隆及其表达分析

采用快速末端cDNA扩增法,首次从大黄鱼中克隆到全长为2 023 bp的凝血酶原类似基因cDNA,编码为617个氨基酸,其中包括80 bp的5′末端非编码区及89 bp包含poly(A)尾的3′末端非编码区。预测1~15位的氨基酸处存在1个信号肽。推导的氨基酸序列与哺乳动物及其他鱼类进行同源性比较,发现其与红鳍东方鲀有73%同源性,而与哺乳动物的同源性为50%~65%。凝血酶原类似基因虽然在大黄鱼的各个组织中组成型表达,但是在减毒鳗弧菌免疫的大黄鱼的脾脏和肾脏中表达明显上调,这表明凝血酶可能参与大黄鱼对细菌侵染的免疫应答。     

利用大麦寡核苷酸芯片进行小麦苗期叶片热胁迫基因表达谱分析

植物感受热胁迫时基因表达发生变化，而这些差异表达的基因对植物耐热性起着至关重要的作用.为揭示小麦热胁迫响应的分子机理，以38℃热胁迫的小麦幼苗为处理组(HS)，同期未经处理的小麦幼苗为对照组(CK)，分别提取叶片RNA与Affymetrix Barley1基因芯片杂交.杂交结果显示，在总共22840个探针中，对照组(CK)和热胁迫组(HS)共检测到8486个阳性探针，占总探针数的37.15%.利用半定量RT-PCR技术对11个差异表达基因的表达模式进行验证，发现10个基因与芯片的表达类型完全一致. 利用Gene Ontology的GO information对差异表达的基因进行了分类，表明差异表达的基因涉及逆境胁迫、信号转导、物质运输、光合作用、蛋白代谢、脂肪代谢、碳水化合物代谢等多个方面.其中有大量热激蛋白和分子伴侣相关基因上调表达.上调表达的热激蛋白包含热激蛋白各个家族，且上调表达的平均倍数明显高于其他基因的上调倍数.另外泛素—蛋白酶体通路中的多个关键酶的基因也发生了差异表达，预示着负责蛋白质选择性降解的泛素—蛋白酶体通路也参与了植物对热胁迫的应答机制.     

VIGS技术初步鉴定RgMLO6和RlMLO7基因对白粉病的负调控功能

为了探讨蔷薇科植物MLO基因在抗白粉病中的作用,研究应用病毒诱导的基因沉默技术(virus induced gene silencing,VIGS)抑制了大花香水月季RgMLO6基因和长尖叶蔷薇RlMLO7基因的表达,随后接种白粉菌对这2个基因进行抗性鉴定. 研究发现在VIGS载体转化植株叶片20 d后,RgMLO6和RlMLO7基因的相对表达量显著下降了80%～90%,沉默效果明显. 分别对2个基因沉默后的嫩叶进行白粉病抗性鉴定,大花香水月季和长尖叶蔷薇的抗性水平较对照组均提高. 显微镜观察白粉菌接种2个基因沉默后植株叶片中菌丝体的生长情况,整体表现出沉默植株叶表皮细胞上的白粉菌生长较对照组生长缓慢. 结果表明RgMLO6与RlMLO7基因对蔷薇科植物的白粉病有负向调控作用.     

NaCl和Na2CO3胁迫下的高粱MAPKs基因家族表达模式

通过在全基因组水平上进行NaCl和Na2CO3胁迫下高粱MAPKs基因表达模式的研究, 探索高粱MAPKs基因在胁迫条件下参与信号传导的机理. 结果
表明, 从高粱基因组中鉴定出16个MAPKs基因, 命名为SbMPKs. 这些SbMPKs在NaCl和Na2CO3胁迫下的表达模式明显不同, 表明中性盐胁迫诱导的信号响应不同于碱性盐. 在NaCl胁迫下, 除了SbMPK13的表达量在12 h时达到最大值外, 所有高粱MAPKs基因在24 h内表达持续上调; 在Na2CO3胁迫下, 只有SbMPK3,SbMPK10和SbMPK13表达上调, 表明这3个基因可能与高粱碱性盐胁迫应答反应有关. 系统发育分析表明, SbMPK13属于C组MAPKs基因, 并且与水稻中受脱落酸（ABA）和盐胁迫诱导表达的OsMAPK2亲缘关系较近, 进一步证实了SbMPK13可能是参与高粱盐胁迫应答的重要调控基因.     

白菜防御素基因的预测及结构功能分析

采用生物信息学的方法,通过已知防御素基因家族基因氨基酸序列在线Blast相似性比对,对白菜(Brassicarapa)基因组中防御素基因进行了预测和鉴定,分析了防御素基因在进化过程中各部分结构,包括上游区域、启动子区域、外显子区域、内含子区域以及UTR区域的结构变异以及功能变异,对该基因上游序列顺式作用元件和表达模式进行了预测。分析结果表明,白菜防御素基因编码60～80个氨基酸短肽,编码氨基酸均具有8个保守的半胱氨酸;白菜防御素基因功能结构域保持相对稳定,但部分基因成员前端信号肽序列出现变异;内含子长度出现增长、缩短、消失等3种变异模式;该基因上游启动子区域核苷酸变异较其他区域显著,上游序列顺式作用元件大多与光应答、逆境胁迫应答和信号分子应答相关。该基因表达模式预测结果表明白菜防御素基因在进化过程中可能出现分化,主要体现在基因沉默和表达部位的差异。     

簇毛麦中谷胱甘肽硫转移酶基因的克隆与表达分析

利用抑制性消减杂交(SSH)方法克隆差异表达片段EST639,从簇毛麦cDNA文库中筛选到一个类谷胱甘肽硫转移酶基因(GST)的全长cDNA,命名为HvGSTF.该序列长1 232 bp,具完整的开放阅读框(ORF),编码一条含229个氨基酸残基的多肽,推导其分子量为25.6 kDa,等电点为4.89.该多肽的氨基酸序列与小麦、水稻、大麦、玉米、拟南芥的类GST分别具有83%,63%,61%,52%和47%的相似性.Northern杂交表明,HvGSTF在抗、感病簇毛麦叶片中都为组成型高表达,但在受白粉菌侵染的抗、感病簇毛麦中的表达模式不同,却与活性氧的积累模式存在着一致性,推测HvGSTF在簇毛麦细胞免受活性氧毒害方面起着重要作用.