番茄和桃基因组的微同线性研究

番茄和桃是茄科和蔷薇科的重要模式植物.近年来, 随着它们基因组测序工作的展开, 相关基因组序列快速累积, 为番茄和桃遗传图谱和物理图谱的比较分析及深入了解其进化关系提供了可能.文章对番茄和桃的基因组进行了比较, 通过番茄遗传图谱与桃物理图谱、番茄物理图谱与桃遗传图谱以及番茄物理图谱与桃物理图谱等3个层面的数据比对分析, 结果揭示在这两个基因组间存在着大量的微同线性片段.这些同线性片段中所包含的保守同源基因对的数目较少(总计297个同线性片段中仅有36个片段包含有两个以上的同源基因对).这些同线性片段都是小范围的, 并且有部分微同线性片段在不同的染色体或者BAC contig之间构成了一个相互关联的网络结构.通过与番茄的EST文库比对, 发现了9个与果实发育和成熟相关的微同线性基因.这些微同线性基因的发现对于进一步研究这两个亲缘关系比较远的物种在果实发育与成熟方面的共性提供了线索.     

基于相对密码子频率的芜菁花叶病毒基因组序列的进化分析

现有92株芜菁花叶病毒(TuMV)的全基因组序列已在GenBank报道,据分析报道其中58株不含重组序列。利用系统聚类法对92株TuMV的全基因组序列和58株TuMV全基因组序列的相对密码子频率RSCU值进行聚类分析。同时利用系统发育分析方法分析了这92株和58株TuMV全基因组序列。结果发现,92株芜菁花叶病毒株的密码子偏性聚类树与其系统进化树的一致度很低;而不含重组序列的58株芜菁花叶病毒株的密码子偏性聚类树与其系统进化树的一致度却非常高,且与寄生宿主类型基本对应。这表明在不存在重组的情况下,TuMV密码子频率的偏性可能是宿主内的一种选择压力,影响TuMV基因组的点突变进化方向,促使TuMV适应宿主内环境。     

番茄多胁迫诱导型LeMTshsp启动子的分子克隆及其功能分析

根据Southern杂交结果,选取KpnⅠ与EcoRⅠ双酶切番茄中蔬4号基因组DNA,3kb左右的酶切片段连入pBSⅡKS( )载体,构建成含有线粒体小分子热激蛋白基因(LeMTshsp)上游2kb左右调控区的质粒文库。通过巢式PCR方法从构建的质粒文库中克隆出LeMTshsp基因上游1915bp的调控区(GenBank登录号为AB239774)。该序列含有TATA box及CAAT box等启动子基本元件,还具有6组典型的HSE元件及多个AT-rich区,另外还有许多逆境反应元件如ABRE,C-repeat—DRE,AP-1。凝胶阻滞结果表明,纯化的HsfA2蛋白与LeMTshsp启动子的HSE元件在体外具有结合活性,且与近端5组HSE的结合活性比与远端HSE的结合活性强。构建该启动子与GUS基因的融合载体,利用农杆菌介导的叶圆盘法转化番茄,GUS组织化学染色结果表明LeMTshsp启动子对热激、低温、外源ABA及重金属胁迫都有应答。     

番茄幼苗对接种晚疫病菌的生理响应

以番茄晚疫病抗病品系CLN2037E、感病品系5号自交系及其杂种一代F1为材料,人工接种番茄晚疫病菌生理小种T1、T2、T3,研究番茄苗期抵抗晚疫病的生理响应.结果显示：（1）感病品系的膜脂过氧化产物丙二醛（MDA）与过氧化氢（H2O2）的含量增加幅度较大,抗病品系的含量则相对稳定,F1代的变化趋势接近感病品系;（2）抗病品系和感病品系的多酚氧化酶（PPO）、过氧化物酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）活性变化都呈先升高后下降,抗病品系的酶活性高峰出现早且峰值小于感病品系.研究发现,抗病番茄品系幼苗的多项生理指标在接种晚疫病菌后变化幅度小而稳定,并能在短时间内基本恢复到原来的正常状态,从而表现出较强的抗病性.     

番茄青枯病拮抗菌的筛选

利用点接法从山东寿光和苍山不同种植年限的蔬菜大棚中分离得到的45株菌株以及实验室保存的19株菌株中,筛选到14株对番茄青枯病病原细菌有拮抗作用的菌株,然后通过牛津杯法复筛得到6株抑菌效果较好的细菌株。通过温室盆栽试验表明拮抗菌X10的防治效果最好,液体菌剂防治效果达到了81.8%,固体菌剂防治效果达到了65.4%,具有良好的应用前景。对菌株X10进行了培养特征、形态特征和生理生化特征测定,鉴定为侧胞短杆芽胞杆菌(Brevi Bacillus laterosporus)。     

红树内生海洋细菌CIII-1发酵条件初步研究

摇瓶法测定结果表明,用7号培养基,初始pH 7.5,装液量1/10摇瓶体积,转速150 r/min,温度25℃下培养96 h,菌株分泌产生抗番茄青枯病细菌的物质最多,抑菌圈直径最大,为红树植物内生海洋细菌CIII-1菌株产抗植物青枯病菌物质的最佳培养条件。并发现该菌株产生的抗菌物质对西瓜枯萎病菌、香蕉枯萎病菌等植物病原真菌也有较强的拮抗作用。     

昼间亚高温下番茄叶中糖含量与蔗糖代谢相关酶的活性日变化

研究番茄品种‘辽园多丽’幼苗在昼间35℃亚高温条件下叶中糖含量及蔗糖代谢相关酶活性日变化的结果表明,昼间亚高温处理后的幼苗叶中果糖、葡萄糖和淀粉含量下降,蔗糖含量升高。与蔗糖代谢相关的酶活性有明显的昼夜节律性变化,转化酶、蔗糖合成酶呈现昼间活性低、夜间活性高的节律性,而蔗糖磷酸合成酶活性在进入夜间时立刻升高。35℃昼间亚高温处理后的幼苗叶中,转化酶活性下降,蔗糖合成酶活性明显升高,蔗糖磷酸合成酶活性则略有升高。     

番茄潜叶蛾卵黄原蛋白受体基因TaVgR在生殖发育调控中的作用

【目的】本研究旨在明确卵黄原蛋白受体(vitellogenin receptor, VgR)在番茄潜叶蛾Tutaabsoluta生殖发育过程中的功能,为潜叶类害虫的绿色防控提供候选靶标。【方法】基于番茄潜叶蛾转录组数据,采用RT-PCR扩增TaVgR基因cDNA全序列,并进行生物信息分析;通过RT-qPCR分析TaVgR在番茄潜叶蛾不同发育阶段(1-4龄幼虫、1-7日龄雌蛹和雌成虫)和雌成虫不同组织(头、体壁、前肠、中肠、后肠、卵巢、脂肪体和马氏管)中的表达模式;进一步利用RNAi抑制番茄潜叶蛾雌蛹体内TaVgR的表达,并观测沉默TaVgR基因后番茄潜叶蛾卵巢发育及繁殖力的变化。【结果】克隆获得番茄潜叶蛾TaVgRcDNA(GenBank登录号: MZ682118)序列,其开放阅读框序列长5 496 bp,编码1 831个氨基酸,推测的蛋白分子量约为206 kD,等电点为5.17,信号肽包含N-端前18个氨基酸残基,并具有典型LDLR家族蛋白保守功能域。RT-qPCR结果显示,TaVgR转录水平随着番茄潜叶蛾龄期的增加逐渐上升,雌成虫羽化后达到最高水平;TaVgR在番茄潜叶蛾雌成虫的卵巢中表达量最高。TaVgR RNAi对初期雌蛹中TaVgR的表达抑制率为62.04%~72.55%,导致卵黄蛋白在卵巢中的沉积受阻,卵巢管和卵粒长度缩短,成虫10日单雌总产卵量及后代卵孵化率降低,最终引起番茄潜叶蛾繁殖力下降。【结论】TaVgR基因在番茄潜叶蛾雌成虫和卵巢中高表达,且沉默该基因严重阻碍其卵巢发育和降低繁殖力。本研究为开发以VgR基因作为靶标的鳞翅目害虫防治新技术奠定了理论基础。     

烟粉虱及温室白粉虱为害后对后续粉虱种群的影响

【目的】分析烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)或温室白粉虱Trialeurodes vaporariorum(Westwood)为害番茄后对后续温室白粉虱和烟粉虱生长、发育、成虫寿命和繁殖等产生的促进或抑制作用,可为明确寄主植物番茄介导的温室白粉虱-烟粉虱的种间互作,开展粉虱的科学防控提供科学依据。【方法】通过在寄主植物番茄叶片上先将B型烟粉虱或温室白粉虱按不同的顺序、时间间隔分开接种,再系统观察后续接上的两种粉虱生长、发育、繁殖等种群参数的变化。【结果】(1)先期接上烟粉虱对后续温室白粉虱的发育、寿命、产卵量有明显的促进作用;这种作用需烟粉虱的持续诱导,若去掉烟粉虱,其对温室白粉虱的促进作用即消失;先期接上温室白粉虱可缩短后续烟粉虱伪蛹期,但温室白粉虱的持续存在不利于烟粉虱的产卵,且明显降低烟粉虱的内禀增长率和净增殖率。(2)先后在番茄上同时接上温室白粉虱可降低后续烟粉虱的单雌产卵量和雌、雄虫的成虫寿命;先后同时接种烟粉虱却显著地增加了温室白粉虱的单雌产卵量;烟粉虱的提前存在降低了后续烟粉虱单雌产卵量。(3)但两种粉虱之间作用存在着一定的时间滞后性。烟粉虱对温室白粉虱的发育、寿命、产卵量产生的促进作用大约在其卵期后的一段时间才能显现出来;温室白粉虱对烟粉虱伪蛹期的缩短作用也需提前诱导;而温室白粉虱对温室白粉虱的促进作用相当滞后,直到成虫期才显现出来。【结论】B型烟粉虱和温室白粉虱之间可通过寄主番茄产生相互影响,前期烟粉虱为害可显著促进后续温室白粉虱卵和若虫的发育,而前期温室白粉虱为害对烟粉虱的发育不利。     

烟粉虱传毒相关蛋白基因的克隆及其表达量分析

【目的】烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)是一种世界性的入侵性害虫,其传播的番茄黄化曲叶病毒(Tomato yellow leaf curl virus,TYLCV)给我国番茄生产造成巨大经济损失。为了阐明烟粉虱传播双生病毒的机理,本文拟研究明确B和Q烟粉虱体内传毒相关蛋白Gro EL基因及其表达量。【方法】采用特异性引物克隆了B和Q烟粉虱内共生菌编码的传毒相关蛋白Gro EL基因,并进行序列分析;并利用荧光定量PCR技术检测两种生物型及其获取双生病毒前后该基因的相对表达量。【结果】烟粉虱内共生菌Hamiltonella编码的Gro EL基因全长为1 668 bp,编码555个氨基酸;B、Q烟粉虱该基因的核苷酸序列相似性为99.94%,氨基酸同源性为99.82%;带毒烟粉虱中Gro EL基因的表达量显著高于未带毒的对应生物型烟粉虱;无论带毒与否,Q烟粉虱该基因的表达量均显著高于B(P<0.05)。【结论】烟粉虱携带TYLCV后可诱导Gro EL的表达量升高,B和Q烟粉虱中Gro EL基因及其表达量均存在差异,这可能是B和Q烟粉虱传毒效率存在显著差异的原因之一。