两个水稻品种（系）酵母双杂交cDNA文库的构建和比较分析

"武育粳3号"和"KT95-418"为两个遗传背景基本一致而对水稻条纹叶枯病表现为明显抗性差异的粳稻(Oryza sativa L.ssp. japonica)品种(系).利用SMART技术合成双链cDNA后,通过SfiⅠ酶切位点将cDNA片段定向插入到改造的载体NpGADT7中,构建了两品种(系)水稻的酵母双杂交cDNA文库.检测结果表明:所构建的两个文库库容量均大于1.0×106 cfu;初始文库滴度分别为1.0×1010 cfu/mL和5.0×1010 cfu/mL,扩增文库滴度均为1.0×1011 cfu/mL;两文库重组率均大于95 %;"武育粳3号"文库cDNA插入片段长度集中分布在700 bp～800 bp之间,"KT95-418"集中分布在750 bp～1 000 bp之间;小规模测序结果表明两文库中全长基因的比例均超过60 %.两品种(系)水稻酵母双杂交cDNA文库的构建为筛选分离抗病相关的变异基因及开展寄主与水稻条纹病毒(Rice stripe virus, RSV)互作的研究奠定了基础.     

实时荧光定量PCR检测RSV胁迫下抗病、感病水稻中与脱落酸相关基因的差异表达

采用实时荧光定量PCR方法测定了水稻条纹病毒(Rice stripe virus,RSV)胁迫下抗性不同品种水稻中与脱落酸相关基因的mRNA转录水平变化.结果表明:感病品种武育梗3号中WGPI、OsGASA2、Polcalcin、OsCBIA、Myb和OsCIPK15基因表达水平均上调,上调比率分别为4.96、5.17、2.01、5.17、12.04和7.84.而抗病品系KT 95-418中,OsGASA2和OsCIPK15基因表达水平下调,下调比率分别为1/5.40和1/2.08;Polcalcin和Myb基因表达水平上调,上调比率分别为4.20和3.86;WGPI和OsCBIA表达量变化不明显.这些结果表明,RSV胁迫能诱导脱落酸相关基因表达量的变化,并且在抗病、感病水稻品种中的表达特征不同,从而提示植物激素脱落酸可能调控了RSV胁迫条件下相关基因的表达.     

水稻条纹病毒胁迫下的水稻全基因组表达谱

水稻条纹叶枯病由水稻条纹病毒(Rice stripe virus, RSV)引起,对我国水稻生产危害严重.为了明确RSV侵染对水稻基因表达谱的影响,采用Affymetrix水稻全基因组芯片对RSV接种后出现条纹症状第7天的武育粳3号水稻病叶和相应的健康叶片进行了全基因组表达谱分析,得到3 517个差异基因,其中2 002个表达上调,1 515个表达下调.根据TIGR数据库注释(http://www.tigr.org/tdb/e2k1/osa1/)和MIPS基因功能分类标准(http://mips.gsf.de/projects/funcat)将差异基因归类为15个功能类别,多数差异基因与植物防御、信号传导及蛋白质、碳水化合物的代谢相关,一些转录因子的表达也发生了明显的变化.代谢途径分析表明,RSV侵染后磷酸戊糖途径、类黄酮合成途径和芸苔素合成途径的相关基因表达明显增强,赤霉素合成途径相关基因的表达受到了抑制.     

水稻条纹病毒p2与本氏烟柯浩体蛋白互作

水稻条纹病毒(Rice stripe virus,RSV)编码的p2蛋白能与纤维蛋白互作并协助病毒系统运动.纤维蛋白定位在核仁和柯浩体上,作为柯浩体指示蛋白的coilin也参与病毒侵染过程.本文通过亚细胞共定位和双荧光互补实验证明p2与本氏烟柯浩体蛋白Nbcoilin互作;病毒诱导基因沉默技术瞬时沉默基因Nbcoilin后不影响植株的生长发育和水稻条纹病毒的侵染.所获结果表明,Nbcoilin虽然能与p2互作,但不影响水稻条纹病毒的侵染.     

利用双单倍体群体剖析水稻产量及其相关性状的遗传基础

主效QTL、上位性效应和它们与环境的互作(QE)都是数量性状的重要遗传因素。利用籼粳交珍汕97／武育粳2号F1植株上的花药进行组织培养得到的190个双单倍体群体和179个微卫星标记,通过两年两重复田间试验,采用混合线性模型方法分析了9个控制水稻产量及其相关性状的遗传效应,得到57个主效QTL,41对上位性互作,8对QTL与环境的互作和7对上位性效应与环境的互作。单个主效QTL解释这些性状1．3％～25．8％的表型方差。各性状QTL的累积表型贡献率达11．5％～66．8％。大多数性状之间具有显著的表型相关性,相关性较高的性状之间常具有较多共同或紧密连锁的QTL。结果表明,基因的多效性或紧密连锁可能是性状相关的重要遗传基础。     

悬浮细胞再生表达外壳蛋白的转基因Indica水稻对水稻条纹病毒的抗病性(英文)

合成、克隆了水稻条纹病毒中国株的外壳蛋白基因并进行了序列分析,由Indica水稻成熟胚的愈伤组织形成胚性运浮细胞。用含有CP基因的pROK2表达载体的DNA包被1.09μm直径钨粉颗粒轰击培养细胞。被轰击的培养物在含有G418（40mg／mL,）的培养基中进行选择培养,由对G418抵抗的愈伤组织中获得10株再生株。用32P－dCTP标记的CP基因作为探针,以Southernblot测定其转化特性。由抗病的和对照的植株抽提基因组DNA用EcoRI和BamHI进行酶切,其中两个植株显示出0.6kh和0.7kb两条条交带．其大小与CP基因相对应。Westernblot和ELISA测定进步证明CP（32kDa）在转基因水稻中表达。16株转基因植株和100株对照植株用带毒的叶蝉接种,接种病毒后24d只有37.5％的CP转基因植株产生病毒症状,而对照植株为96％。进一步证明转基因水稻植株具有对RSV的抗病性。转基因植株T1代CP的表达分离比例为3.6:1。     

水分胁迫对水稻籽粒蛋白质积累及营养品质的影响

以生产上广泛使用的水稻(Oryza sativa)品种‘汕优63’、‘扬稻6号’和‘武育粳3号’为材料,研究了水分胁迫对结实期水稻籽粒蛋白质积累及营养品质的影响。结果表明:正常施氮水平下,花后10~20 d的水分胁迫提高了谷氨酰胺合成酶(Glutamine synthetase,GS)和谷氨酸合酶(Glutamate synthase,GOGAT)活性,提高了籽粒自身利用无机氮合成氨基酸的能力,从而利于籽粒内蛋白质的积累,而高氮水平下,水分胁迫降低了籽粒自身合成氨基酸的能力。以重量为基数的蛋白质含有率在整个灌浆过程中呈“V”型消长,正常施氮水平下,水分胁迫明显提高了花后15 d至成熟期蛋白质含有率,而高氮水平下,水分胁迫处理的蛋白质含有率明显低于水层灌溉。与水层灌溉相比,水分胁迫提高了正常施氮水平下精米中醇溶蛋白和谷蛋白含量,但却明显降低了高氮水平下精米中醇溶蛋白和谷蛋白含量。水分胁迫对稻米中赖氨酸含量的影响因品种、植株的氮营养水平的不同而不同,水分胁迫显著降低了两种氮肥水平下‘汕优63’中赖氨酸含量,但却明显提高‘扬稻6号’中赖氨酸含量;而‘武育粳3号’于两种氮肥水平下表现恰好相反,正常施氮水平下赖氨酸含量略有升高;而高氮水平下赖氨酸含量明显降低。     

水稻条纹叶枯病的研究进展

水稻条纹叶枯病对水稻生产造成了广泛而严重的危害。水稻条纹叶枯病毒（RSV）是致病的元凶,而灰飞虱是传播者。RSV在植物体内能形成核糖核蛋白体（RNP）及内含体,但不形成病毒颗粒。每个RNP只含一种RNA。RSV的全基因组由4条单链RNA组成,编码7种蛋白,它们的具体功能正被逐渐阐明。目前对于RSV的致病机制和植物的抗病机制的研究也取得了进展。     

不同水稻品种叶片显微结构和超微结构的比较研究

以江苏省常规粳稻品种武育粳3号、武运粳7号和日本优质粳稻品种关东194为材料,利用光学显微镜和透射电子显微镜,研究了抽穗期叶片主脉的显微结构和超微结构。结果表明武育粳3号和武运粳7号叶片主脉的维管束数目和气腔数目均较多,叶绿体基粒片层排列紧密,中间无空隙。而关东194叶片主脉的维管束数目和气腔数目较少,叶绿体基粒片层排列疏松,中间有空隙。武育粳3号和武运粳7号的这种结构特点可能与其高产特性有关。     

灰飞虱高带毒（RSV）群体酵母双杂交cDNA文库的构建

为了研究灰飞虱Laodelphax striatellus Fallén与水稻条纹病毒（rice stripe virus, RSV）互作机制, 本研究构建了灰飞虱高带毒群体酵母双杂交cDNA文库。以实验室筛选的灰飞虱高带毒群体为材料, 分离纯化mRNA, 反转录合成双链cDNA, 并连接三框型接头, 层析柱分级纯化。采用同源重组反应制备三框型cDNA入门文库, 再通过同源重组将入门文库转移到Gateway兼容载体pGADT7-DEST上, 构建获得酵母双杂交cDNA文库。检测结果表明： 文库库容量为3.68×10⁷ cfu, 扩增文库滴度为2.62×10¹⁰ cfu/mL; 文库重组率大于95%, cDNA插入片段平均长度>1 kb, 达到了标准cDNA文库的要求。灰飞虱高带毒群体酵母双杂交cDNA文库的构建为开展昆虫介体与水稻条纹病毒互作机制的研究奠定了基础。     

Inheritance and Mechanism of Resistance to Rice Stripe Disease in cv. Zhendao 88, a Chinese Rice Cultivar

Mechanisms of resistance to rice stripe disease in a Chinese rice cultivar (Oryza sativa L., cv. Zhendao 88) were determined, and molecular markers for the resistance gene were identified. Single tillers at the seedling stage were inoculated with Rice stripe virus (RSV) and its vector, the small brown planthopper (SBPH) Laodelphax striatellus Fallen, to test for non‐preference and antibiosis. The inheritance of resistance in the F₂ and F_{2 : 3} lines from the cross cvs Zhendao 88× Wuyujing No. 3 was also examined by single‐tiller inoculation. Cv. Zhendao 88 was highly resistant to RSV and weakly resistant to SBPH. The resistance gene was mapped by SSR and RAPD analyses to rice chromosome 11 within 4.7 cm of a SSR marker RM229 and a RAPD marker OPO11. Data and inheritance analysis indicated that rice stripe disease resistance in cv. Zhendao 88 was derived principally from resistance to RSV and controlled by a single dominant gene. Breeding for rice stripe resistance could be accelerated by using cv. Zhendao 88 as a resistant parent if the linked marker for virus resistance were used in a marker‐assisted progeny selection programme.     

Expression of Rice Stripe Virus Coat Protein Gene in Transgenic Rice Plants

Rice stripe virus (RSV) is a pathogen of rice stripe disease causing great damage to rice. The disease is transmitted by Laodelphax striatellus and three other planthoppers. RSV infects as much as 37 cereals including rice, wheat, maize and results in a significant reduction in yield in epidemic year. In order to develop efficient means of controlling the disease, authors have studied the amino acid composition of RSV coat protein (CP), synthesized and cloned the cDNA to CP, sequenced the full-length CP gene. Having inserted the RSV CP gene into plant expression vector pROK Ⅱ, authors transformed rice suspension culture via microprojectile bombardment and obtained transgenic plants expressing the CP gene. The suspension culture was initiated by inoculating yellowish, compact and embryogenic calli derived from seeds into suspension medium containing proline and maltose. After being cultured at 26℃ in the dark for about half a year, finely-dispersed and embryogenic suspension culture was estabolished. Before bombardment the suspension culture was evently applied onto three-layered filter-paper discs in a petri dish. CaCl2 and spermidine was employed to coat tungsten particle with plasmid DNA. 2.5 μl of coated particle was loaded onto bullet and each dish was bombarded three times. Immediately after being bombarded, the suspensions were cultured in modified N6 medium. 2 days later the suspensions were transferred to the same medium but containing G418, which were subcultured weekly. Being subject to G418 selection for two months, white and fast-growing clones were emerged from the brownish cultures. Green plants regenerated when the resistant calli were transferred to differentiation medium. The regenerated plants were firm enough to grow well in the greenhouse. 10 plants regenerated from G418 resistant calli were tested for their transformed nature by Southern blot using 32P-labelled CP gene as a probe. Among the plants tested, 2 plants showed clearly hy bridizing bands with a molecular weight corresponding to RSV CP gene. Western blot further demonstrated that RSV CP gene was expressed in transgenic rice plants. At present tests on the antiviral effects of transgenic plants by feeding plantphoppers infccted with RSV are being underway.     

单头灰飞虱体内水稻条纹叶枯病毒的快速检测

利用RT-PCR检测感病植株和单头带毒灰飞虱,均扩增出水稻条纹叶枯病毒特有的一个长540 bp的片段,且人工饲毒虫的病毒含量高于自然感病稻田虫。以病毒S蛋白的多克隆抗血清,采用Western印迹技术从单虫体内检测到病毒抗原的2个专一性条带,大小分别为20.7和19.7 kDa。DIBA（dot immunobinding assay）检测法快速、简便,但专一性和灵敏度不及RT-PCR与Western印迹检测。对不同检测方法所得昆虫带毒率差异的原因进行了探讨。     

水稻条叶枯病毒NS2基因遗传多样性分析

应用单链构象多态性 (SSCP)和序列分析方法研究了来自我国 9个省份的水稻条叶枯病毒(RSV) 80个田间分离物的NS2基因遗传结构特征 .SSCP分析结果表明 ,我国RSVNS2基因遗传结构符合准种 (quasispecies)结构特征 .部分分离物的序列分析结果表明 ,RSV上述分离物和已报道的日本 2个分离物可以归入 2个组 :云南的部分分离物划分为 1个组 ;其它分离物及日本T、O的 2个分离物为另 1组 .组与组之间 ,NS2蛋白基因核苷酸同源性为 94 %～ 95 % ,氨基酸同源性为 95 %～ 97% .遗传多样性分析结果表明 ,RSV种群存在地理隔离但在种群间可能发生了基因漂移 (geneflow) .NS2蛋白可能的运动蛋白功能所造成的负选择压力和介体传播引起的奠基者效应可能是RSV种群内和种群间遗传多样性差别的主要因素     

水稻条纹病毒两个分离物RNA4基因间隔区的序列比较

通过ＲＴ－ＰＣＲ扩增了我国水稻秫纹病毒（ＲＳＶ）山东济宁（ＪＮ）、云南宜良（ＹＬ）两个分离物ＲＮＡ４基因间隔区（ｉｎｔｅｒｇｅｎｉｃ ｒｅｇｉｏｎ,ＩＲ）序列,并克隆于ｐＧＥＭ－Ｔ ｅａｓｙ载体上。序列分析结果表明：ＪＮ、ＹＬ两分离物ＲＮＡ４ ＩＲ均由６５４个核苷酸组成,两者之间的同源率为９２％。ＪＮ、ＹＬ两个分离物ＲＮＡ４ ＩＲ在ＡＵ碱基富集处可形成上明显的结构,其中一个序列比较保守,形成的发夹     

水稻条纹病毒病害特异蛋白的提纯及血清学特性

应用差别ｐ Ｈ 值沉淀蛋白质的原理,建立了水稻条纹病毒病特异蛋白（ Ｓ Ｐ） 的两种提纯方法。这两种方法都可以从病叶中提纯到大量的 Ｓ Ｐ,其粗提纯量分别为０ ．８ 和２ ．０ ｍｇ／ｇ 病叶。通过 Ｓ Ｄ Ｓ Ｐ Ａ Ｇ Ｅ 分离后得到了精提纯的蛋白,其分子量为２０ ．１ ｋ Ｄａ 。将粗提纯和精提纯的 Ｓ Ｐ 分别免疫兔子,制备出效价为５１ ２００ 和６ ４００ 的抗血清。将效价为６ ４００ 的高度特异性的抗血清用于研究 Ｒ Ｓ Ｖ Ｓ Ｐ 与 Ｒ Ｓ Ｖ Ｃ Ｐ 及同属的水稻草状矮化病毒（ Ｒ Ｇ Ｓ Ｖ） Ｓ Ｐ、 Ｃ Ｐ 之间的血清学关系,结果表明, Ｒ Ｓ Ｖ Ｓ Ｐ 的抗血清与 Ｒ Ｇ Ｓ Ｖ Ｃ Ｐ、 Ｒ Ｓ Ｖ Ｃ Ｐ 之间无反应,但可与 Ｒ Ｇ Ｓ Ｖ Ｓ Ｐ 微弱反应;而 Ｒ Ｇ Ｓ Ｖ Ｓ Ｐ、 Ｃ Ｐ 及 Ｒ Ｓ Ｖ Ｃ Ｐ 的抗血清与 Ｒ Ｓ Ｖ Ｓ Ｐ 之间都无血清学反应。结果证实了 Ｒ Ｓ Ｖ 和 Ｒ Ｇ Ｓ Ｖ 之间存在着进化上的亲缘关系     

水稻条纹病毒蛋白与核酸的特性

提纯的水稻条纹病毒(云南宜良分离物)在电镜下的形态为多型性,但主要是宽8-10 nm,长80-250的分枝丝状体,有些为直径3 nm或8 nm的开环环状体,有些为13 nm宽,130-190 nm长的丝状体,但其基本结构应是直径3 nm、长度不等的丝状体.经聚丙烯酰胺凝胶电泳分析,vRNA4编码的病害特异蛋白(SP)分子量为19.9 kDa,而vcRNA3编码的外壳蛋白(CP)约为33.6 kDa.在非变性条件下,RSV的4条ssRNAs大小分别为3.0×106(ssRNA1)、1.2×106(ssRNA2)、0.9×106(ssRNA3)和0.8×106 Da(ssRNA4),有时出现一条大小为0.58×106 Da的单链RNA(ssRNA5);而4条dsRNAs的分子量分别为4.9×106(dsRNA1)、2.8×106(dsRNA2)、2.0×106(dsRNA3)和1.7×106 Da(dsRNA4).利用制备电泳分离提纯的外壳蛋白免疫家兔,得到了高特异性的抗血清.A蛋白夹心ELISA检测结果表明,RSV-CP与水稻草状矮化病毒(RGSV)CP抗血清有微弱的反应,但与RSV、RGSV的SP抗血清没有反应,而RSV-CP抗血清与RSV-SP及RGSV的SP、CP都无血清学关系,这个结果表明RGSV与RSV之间在进化上具有一定的亲缘关系.