水稻对叶瘟和穗瘟部分抗性的遗传分析

在一个水稻籼籼交重组自交系群体中,选用由感病株系构成的2个亚群体和2个不同的稻瘟病菌小种,进行了水稻对叶瘟部分抗性的QTL定位,还选用由感病而且抽穗期相近的株系构成的亚群体和另一个病菌小种,进行了水稻对穗瘟部分抗性的QTL定位,将病叶面积百分比(DLA)、病斑大小(LS)和病斑数(LN)作为对叶瘟部分抗性的性状,将病斑长度(LL)和孢子量(CA)作为对穗瘟部分抗性的性状。所构建的图谱包含168个标记。应用QTLMapper 1．01b,共检测到11个表现主效应的QTL和28对双因子互作,有3个表现主效应的QTL参与对同一性状的互作。QTL的主效应对单一性状的贡献率为4．7％～38．8％,而上位性效应对单一性状的贡献率为16．0％～51．7％,QTL的主效应对大多数性状的贡献率小于互作效应,表明互作效应对于部分抗性的重要作用。对穗瘟部分抗性的两个性状LL和CA,所检测到QTL总效应的贡献率分别达到70．6％和82．6％,表明由排除了主效抗病基因的感病株系组成的亚群体适合于进行部分抗性QTL定位。     

水稻穗瘟防卫反应相关基因的分离和鉴定

以遗传背景相近、对叶瘟抗性相同但对穗瘟抗性不同的两个水稻株系为材料,利用抑制消减杂交（SSH）技术构建穗瘟抗／感消减cDNA文库,经差异筛选及序列分析,共获得90个独立的差异表达cDNA克隆,根据与它们刚源的基因功能推测,这些克隆可能参与了对病原菌的防卫反应、信号传导和转录等一些重要的生物学过程。利ⅢRT-PCR分析了26个所筛选到的cDNA克隆在抗／感植株接种后的表达,17个基因的表达差异得到验证。对这螳差异表达基因在抗感株系接种后不同时间点的表达谱也进行了RT-PCR的分析。文章首次报道了什关水稻对穗瘟抗性在mRNA水平进行研究,为深入研究水稻对穗瘟抗性的遗传机理打下了基础。     

植物病原真菌过氧化物酶体的发生机制及功能

过氧化物酶体（peroxisome,P）是真核细胞中普遍存在的细胞器,参与多种重要的代谢过程。P的产生、增殖及降解是细胞器发生机理研究的重要部分。到目前已知的P发生相关基因有30多个,但其机制仍不完全清楚。作为一种多细胞真核生物,丝状真菌在P发生机制的研究中有重要价值。近年来,随着基因组序列的应用和真菌生物技术的进展,丝状真菌中P功能及发生机制的研究取得了较大进展。同时,作为丝状真菌真菌中的重要类群,植物病原真菌P在致病过程中的作用也引起关注。本文对P发生机制、在丝状真菌中的研究概况,以及与植物病原真菌致病性的关系进行了 综述。     

利用荧光蛋白标记西瓜枯萎病菌的过氧化物酶体及细胞核

西瓜枯萎病是一种世界范围的西瓜毁灭性病害,其病原菌为尖孢镰刀菌西瓜专化型(Fusarium oxysporum f.sp.niveum,FON)。研究病原菌生长发育和侵染的机制是解决病害的根本途径。利用荧光蛋白对细胞或细胞器进行标记,是病原菌研究中的重要方法。该研究利用绿色荧光蛋白和红色荧光蛋白对FON的细胞核和过氧化物酶体进行了荧光标记。通过农杆菌介导转化(Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation,AtMT),该文将3种不同的荧光定位载体分别导入FON,获得了细胞核红色荧光标记的转化子(潮霉素抗性,含mCherry-H2B融合蛋白),以及过氧化物酶体绿色(潮霉素抗性,含GFP-PTS1融合蛋白)和红色(潮霉素抗性,含DsRED-PTS1融合蛋白)荧光标记的转化子各1种。在标记细胞核的菌株中,菌丝、孢子都可见明亮、圆形的红色荧光点,荧光点与DAPI染色标记的细胞核区域完全重合。在过氧化物酶体标记的菌株中,菌丝、孢子中可见明亮的红色或绿色荧光成小点状分布,符合过氧化物酶体的分布特征,而且在脂类物质诱导的条件下,荧光点的数量明显增加。此外,该文还利用细胞壁荧光染色剂卡氏白对3种荧光蛋白标记菌株进行染色。结果显示,卡氏白染色产生的蓝色荧光与红、绿荧光蛋白的荧光在FON中互不干扰。转化子继代培养和初步分析表明,其表型与野生型无差异,菌株继代后荧光表达稳定、定位明显。该结果为进一步研究FON细胞器动态、生长发育与致病分子机制提供了方法和工具。     

GUS为负标记的稻瘟病菌目标基因替换突变体双筛选体系

目标基因替换是基因功能研究的重要方法, 在生物工程领域广泛应用。为了提高真菌目标基因替换的效率, 以稻瘟病菌为研究对象, 建立了一种以gusA基因为负筛选标记的目标基因替换突变体双筛选体系(GUS-DS)。首先, 检测了78个真菌菌株的内源GUS活性, 发现除3个菌株外均呈阴性。同时, 将gusA基因导入稻瘟病菌、镰刀病菌、炭疽病菌后, 转化子可获得高的GUS活性。表明gusA可用作真菌中的筛选标记。然后, 以gusA为负标记, HPH为正标记, 以过氧化物酶体定位信号受体基因MGPEX5与MGPEX7的替换为例, 建立稻瘟病菌GUS-DS体系。对潮霉素抗性筛选获得的转化子通过GUS活性检测进一步筛选, 呈阴性者为可能突变体。通过PCR与Southern杂交对可能突变体进行验证, 以此评估GUS-DS的筛选效率。结果表明GUS-DS将Δmgpex5与Δmgpex7的筛选效率由原来的65.8%和31.2%分别提高到90.6%和82.8%。另外, 还建立了一种适合于GUS-DS的多重PCR法(M-PCR)用于突变体的验证。通过扩增目标位点的不同区段, 可以有效区分突变体、野生型和随机插入转化子。M-PCR法验证突变体简便、迅速, 可信度与Southern杂交相同。GUS-DS及M-PCR为功能基因组学及生物工程的研究提供了有力的工具。     

水稻抗稻瘟病近等基因系的cDNA微阵列分析

应用cDNA微阵列对来源于中156／谷梅2号重组自交系的水稻抗稻瘟病近等基因系G205和G71的稻瘟病菌胁迫基因表达谱进行了分析,发现有3个cDNA克隆的表达仅在抗病基因系G205接种病原菌12h后受到诱导,其中两个为功能已知基因,另一个为功能未知的新基因。另有35个差异表达克隆在两个近等基因系中均检测到,其中17个克隆的表达在G205和G71均受到病原菌的诱导,另外18个克隆的表达则在G205和G71均受到病原菌原抑制。序列分析表明,这些稻瘟病菌应答基因分别与防卫反应,信号传递,逆境胁迫和光合作用及糖代谢等功能相关,为植物抗病机制提供了相关信息。另外,Northern还证实了编码富含甘氨酸蛋白基因（Glycinerich protein Grp)的表达受稻瘟病病原菌的诱导,是一个稻瘟病诱导相关基因。     

稻曲病菌PMK1类同源基因克隆及在稻瘟病菌遗传互补中的功能验证

[目的]克隆稻曲病菌PMK1类MAPK(Mitogen-activated protein kinase)同源基因.[方法]根据丝状真菌MAPK蛋白保守性设计简并引物扩增稻曲病菌MAPK基因部分片段,进而利用TAIL-PCR进行染色体步移和RT-PCR获得UVMK1基因全长和cDNA全长.构建互补载体,交叉互补稻瘟病菌APMK1突变体菌株nn78进行功能验证,包括附着胞分化和致病性测定.[结果]UVMK1基因全长1435 bp,包含3个内含子,编码355氨基酸的蛋白.UVMK1推导蛋白与丝状真菌Magnaporthe grisea PMK1,Fusarium oxysporum FMK1,Fusarium solani FSMAPK,Colletotrichumlagenarium CMK1,Botrytis cinerea BMK1,Claviceps purpurea CMPK1等编码蛋白高度同源.转化稻瘟病菌菌株nn78,获得5个转化子.其中选取的转化子恢复了稻瘟病菌正常的附着胞分化和对大麦叶片的致病能力.[结论]本研究成功分离了首个稻曲病菌MAPK基因,而且UVMK1基因是稻瘟病菌PMK1的同源基因.     

真菌类过氧化物酶体增殖因子PEX11基因家族生物信息学研究

PEX11基因家族成员是参与过氧化物酶体增殖调控的关键因子, 文章利用生物信息学方法对26种代表性真菌的PEX11基因家族成员进行了检索和进化分析。研究发现：(1)26种真菌中共有66个可能的PEX11p。酵母类真菌有1个或2个PEX11p, 而大多数丝状真菌中包含2到3个, 其中子囊菌中PEX11p的个数偏多, 个别种类达到5个; (2)真菌PEX11p可分为3类, 大多数真菌含有类型Ⅰ和类型Ⅲ的PEX11p, 类型Ⅱ是盘菌亚门真菌所特有的, 可能与类型Ⅰ和类型Ⅲ在功能上有冗余; (3)通过MEME分析, 发现PEX11p含有多个保守区域, 其中C末端的Motif8具有很高的保守性, 推测可能对PEX11p发挥功能具有重要作用。文章对进一步研究真菌PEX11p的进化与功能以及过氧化物酶体的增殖具有重要意义。     

丝状真菌目标基因替换过程中的策略与方法

目标基因替换是基因功能分析的重要手段。随着基因组测序和转化技术的进展, 该技术在丝状真菌功能基因组学中的应用越来越广泛, 新的体系与方法不断建立和完善。文章在转化体系、打靶载体构建、突变体筛选等方面综述了丝状真菌目标基因替换过程中的策略与方法, 并对各方法的优缺点及发展趋势进行了评述。     

根癌农杆菌介导丝状真菌遗传转化因素的研究进展

根癌农杆菌介导的丝状真菌遗传转化体系,是当前研究真菌基因组学的有力工具,广泛运用于真菌随机插入突变体库的构建和基因打靶。概述了根癌农杆菌介导的丝菌转化的大致过程,转化效率的影响因素。