河南省16个主栽小麦品种抗叶锈基因分析

为了明确河南省小麦品种的抗叶锈性及抗叶锈基因的分布,为小麦品种推广与合理布局、叶锈病防治及抗病育种提供依据,本研究利用2015年采自河南省的5个小麦叶锈菌流行小种混合菌株,对近几年河南省16个主栽小麦品种进行了苗期抗性鉴定,然后选用12个小麦叶锈菌生理小种对这些品种进行苗期基因推导,同时利用与24个小麦抗叶锈基因紧密连锁(或共分离)的30个分子标记对该16个品种进行了抗叶锈基因分子检测。结果显示,供试品种苗期对小麦叶锈菌混合流行小种均表现高度感病;基因推导与分子检测结果表明,供试品种可能含有Lr1、Lr16、Lr26和Lr30这4个抗叶锈基因,其中先麦8号含有Lr1和Lr26;郑麦366和郑麦9023含有Lr1;西农979和怀川916含有Lr16;中麦895、偃展4110、郑麦7698、平安8号、众麦1号、周麦16、衡观35和矮抗58含有Lr26;周麦22中含有Lr26,还可能含有Lr1和Lr30;豫麦49-198和洛麦23可能含有本研究中检测以外的其他抗叶锈基因。因此,河南省主栽小麦品种的抗叶锈基因丰富度较低,今后育种工作应注重引入其他抗叶锈性基因,提高抗叶锈性,有效控制小麦叶锈病。     

一株新的拮抗细菌SL19及其抑菌活性物质

生防菌SL19对多种植物病原菌有抑菌活性。通过形态观察、生理生化实验和基于16S rDNA同源性序列分析构建系统发育树,鉴定该菌为Bacillus velezensis。利用对峙实验测定了该菌的抑菌谱,发现该菌对大丽轮枝菌、尖孢镰刀菌、灰葡萄孢菌、立枯丝核菌、疮痂链霉菌等多种植物病原微生物有明显的抑菌作用。利用硫酸铵盐析法分离纯化活性物质,并对其理化性质进行初步探索显示:抑菌活性物质经60°C、80°C处理20 min后的抑菌活性不变;经100°C处理20 min,活性降低为原来的75.3%;经120°C处理20 min后抑菌活性完全丧失。对胰蛋白酶、胃蛋白酶、蛋白酶K、氯仿、紫外光均不敏感,SDS-PAGE检测发现该抑菌活性物质中含有分子量约为50 kD的蛋白质,初步推测该菌分泌的抑菌活性物质主要是蛋白质类物质。实验表明,该抗菌蛋白能够抑制大丽轮枝菌菌丝的生长及孢子的萌发,为该菌用于生物防治提供了理论基础。     

TcLr45凝集素类受体蛋白激酶基因克隆与序列分析

在小麦抗叶锈近等基因系TcLr45中扩增出一条凝集素类受体蛋白激酶基因片段。以该序列为靶序列进行3’和5’RCAE-PCR,获得该基因cDNA全长片段为2347bp,该序列具有完整的开放阅读框,共编码730个氨基酸,命名为LecRK-LR45。经软件分析, LecRK-LR45具有典型的凝集素类受体蛋白激酶结构,属于L类型。聚类分析结果表明,LecRK-LR45与山羊草、小麦（Lr34）中的凝集素类受体蛋白激酶基因具有较近的亲缘关系,与玉米、拟南芥的亲缘关系较远。该基因的克隆为研究小麦中凝集素类受体蛋白激酶的功能奠定基础。     

小麦品系19HRWSN-76的抗叶锈性研究

小麦叶锈病是影响小麦产量的最主要病害之一,CIMMYT品系19HRWSN-76高抗小麦叶锈病,以该品系与感病品系郑州5389杂交得到F2群体,利用叶锈菌生理小种FHJP对F2群体接菌鉴定,结果显示群体的抗感比例符合3∶1的理论比值,推测19HR WSN-76的抗叶锈性由一对显型基因控制,暂命名为Lr HR76。利用分子标记技术和分离群体分组分析法对F2群体进行分子标记检测,位于3DL的SSR标记barc71与该抗病基因连锁,遗传距离为3.0 c M。     

玫瑰黄链霉菌Men-myco-93-63 nsdAmgh基因阻断突变株的构建

为研究从玫瑰黄链霉菌Men-myco-93-63中克隆到的,与天蓝色链霉菌M 145中的一个重要负调控基因nsd A基因同源的nsdA_(mgh)基因的功能,本文构建了nsd A_(mgh)基因破坏型重组质粒pSRNA2500(pKC1139::1.5 kb nsdA_(mgh)::1.0 kb Km~r),转化ET12567(pUZ8002)获得接合转移供体菌ET12567(pUZ8002,pSRNA2500),通过接合转移将重组质粒导入玫瑰黄链霉菌Men-myco-93-63中。在高温和抗生素双重筛选压力下,筛选得到表型为Am~sKm~r的nsd A_(mgh)基因阻断突变株,通过PCR、Dot bloting和Southern blotting验证了突变株中的nsdA_(mgh)基因已被正确阻断。与出发菌株相比,突变株在摇瓶水平上对棉花黄萎病菌的抑制能力提高了一倍。     

小麦隐匿柄锈菌与小麦互作不同阶段的基因差异表达分析

【目的】小麦叶锈病是影响小麦生产主要病害之一,其病原菌新小种的出现和劣势小种上升为优势小种导致抗病品种的抗病性不断被克服。小麦隐匿柄锈菌与小麦互作不同阶段差异表达谱分析对于揭示该病菌致病的分子机制,进而有效防控小麦叶锈病具有重要意义。【方法】利用转录组分析小麦隐匿柄锈菌致病生理小种与感叶锈病小麦品种MuTcLr19亲和互作后期(6d)与互作早期(6、12、24 h)差异基因表达谱,实验以亲和互作早期(MIQ)为对照组,亲和互作6 d (MI6d)为实验组。【结果】测试结果表明,上调表达基因19 275个,下调表达基因4 548个。GO富集分析发现,差异表达基因功能主要涉及代谢过程、催化活性、细胞过程、单组织过程、细胞内的细胞器、核酸结合和水解酶活性、氮化合物代谢、细胞代谢过程等。KEGG分析发现,差异表达基因共参与了109条通路,筛选出囊泡运输中SNARE的相互作用通路、卟啉和叶绿素代谢通路及ABC转运通路和病原菌的致病相关。随机取来自这3条通路的5个基因进行荧光定量分析,结果表达趋势与转录组表达谱结果一致。【结论】小麦隐匿柄锈菌在早期表达的差异基因注释到的功能更多与小麦隐匿柄锈菌致病...     

马铃薯晚疫病菌DK98-1、DX98-2和DX98-3的生物学特性及AFLP指纹分析

利用黑麦培养基和V8-蔬菜汁培养基研究了马铃薯晚疫病菌Phytophthora infestans特异菌株DK98-1、DX98-2和DX98-3的生物学特性,发现该菌株与普通菌株相比菌落生长速度慢、孢子囊产生数量少、有性杂交后卵孢子产生量大(2047～75623个/cm2);利用AFLP分子标记研究这3个菌株的DNA指纹图谱,发现用引物E CG/M CC扩增菌株DK98-1、DX98-2和DX98-3后,在330bp处与普通菌株相比各缺失一条谱带,用引物E AC/M CT扩增菌株DK98-1、DX98-2和DX98-3后,在370bp处比普通菌株增加1条谱带,说明这3个菌株与普通菌株在遗传上明显不同。同时可以利用上述2对特异性引物,鉴定在自然界的晚疫病菌群体中这类特异菌株的出现频率。     

高效检测分析玫瑰黄链霉菌Men-myco-93-63线性质粒

【目的】建立一种高效检测和分析玫瑰黄链霉菌Men-myco-93-63内源质粒的方法。【方法】根据“链霉菌线性质粒5′末端都结合有共价蛋白”这一性质，通过改进琼脂糖包埋块制作方法，发明了一项快速高效检测链霉菌质粒种类、构型及大小的技术，称为“包埋块二次处理法”，该方法还能从正反两方面表明共价蛋白的存在与否。【结果】利用此方法高效检测出了玫瑰黄链霉菌Men-myco-93-63中存在两种线性质粒，双向电泳验证了该方法的正确性，推测质粒大小分别约为 47 kb和53 kb。【结论】利用本研究发明的方法首次成功地检测了玫瑰黄链霉菌Men-myco-93-63中的内源线性质粒。     

叶锈菌胁迫下的小麦基因组MSAP分析

内源DNA甲基化是真核生物表观遗传调控的重要组成部分, 在真核生物的基因表达调控中具有重要的作用。生物胁迫为植物提供一种内在的表观遗传进化动力。研究生物胁迫下DNA甲基化的变异模式, 有助于全面理解DNA甲基化的表观调控生物学功能。小麦近等基因系TcLr19、TcLr41及其感病亲本Thatcher在苗期对叶锈菌生理小种THTT、TKTJ分别表现为小种特异性抗病反应和感病反应。文章利用甲基化敏感扩增多态性(Methylation-sensitive amplified polymorphism, MSAP)技术分析了小麦的甲基化水平, 同时比较了苗期在生物胁迫前后基因组DNA胞嘧啶甲基化模式。用60对MSAP引物对接种前后的小麦DNA进行全基因组筛选, 没有直接分离得到接菌前后的甲基化模式的差异, 结果初步表明, 叶锈菌并没有诱导稳定且特异的植物基因组DNA胞嘧啶位点的甲基化模式变化, 但发现TcLr41及其感病亲本Thatcher之间存在表观遗传学差异。     

链霉菌Men-myco-93-63固体发酵的初步研究

试验对链霉菌Men-myco-93-63固体发酵的培养基和培养条件进行了研究.以产孢量为指标,通过单一固体基质筛选、组合固体基质筛选及正交试验得到适宜链霉菌Men-myco-93-63产孢的固体培养基是大米:高粱:米糠:稻壳为2:2:3:3(W/W/W/W),试验中产孢量最高达到2.52×109 CFU/g.在此培养基的基础上研究了装料量、初始水料比、接种量和培养温度对其产孢的影响.结果表明,链霉菌Men-myco-93-63产孢的适宜条件为:装料量为15 g/500 mL三角瓶,初始水料比为1.7:1.0(V/W,不计稻壳质量),液体接种量为7 mL,培养温度为28℃.