病原菌诱导型启动子顺式作用元件及其互作的转录因子

启动子是位于基因5′端上游的一段DNA序列, 负责调控基因的转录。与植物抗病相关基因的启动子区含有能针对病原菌胁迫做出应答的顺式作用元件, 这些顺式作用元件通过与转录因子特异性结合, 进而增强抗病基因的转录表达, 提高植物的抗病性。该文主要综述了病原菌诱导型启动子相关顺式作用元件及与这些元件互作的转录因子, 特别对一类特殊的转录因子--病原菌TAL效应子与植物靶基因启动子之间的相互作用机制进行了阐述, 并对其应用前景进行了展望。     

植物肽类信号分子

近年来研究表明植物中也存在着肽类信号分子,类似于动物的肽激素。目前可分成三类：即EN-OD40、植物硫动蛋白（phytosulfokine）和系统素。ENOD40影响着细胞分裂,可能是参与控制了细胞对生长素的反应所致。植物硫动蛋白最初从芦笋叶肉细胞培养中分离,是一种减数分裂诱导因子,为细胞增殖必需,但具体机制还不清楚。系统素的研究较为深入,巳提出了它所激发的植物伤诱信号传导过程和模型。     

植物几丁质酶的结构与功能、分类及进化

近年来对几丁质酶的研究越来越深入,资料也愈来愈多,有的植物几丁质酶除具有几丁质酶活性,还具有其它的活性,典型的几丁质酶由－N－端信号区,催化区和C－端延伸区组成,有的还有几丁质结合域,各项能域具有各自的功能,对植物几丁质酶的分类已经过多次改进,目前公认的分成4组9个亚组,有证据表明植物几丁质酶在进化过程中有遗传转座现象,但具有进化过程还有待进一步确证,对几丁质酶与其它一些蛋白的关系的了解有助于理解几丁质酶的起源和进化,由于几丁质酶具有独特的抗真菌特性,因而几丁质酶基因成为目前抗真菌基因工程研究的热之一。     

水稻抗衰老IPT基因与抗白叶枯病基因Xa23的聚合研究

以转抑制衰老有关的异戊烯基转移酶(IPT)基因株系GC-1、携带抗白叶枯病基因Xa23的“CBB23”和抗稻瘟病水稻品种“合系15号”为供体．采用分子标记辅助选择与生物学鉴定相结合的方法,将IPT基因与Xa23及抗稻瘟病基因进行聚合。在3个复交组合中获得了17株聚合IPT基因与Xa23基因的植株,用这些植株与两系杂交稻亲本9311、E32、培矮64S及W9834S进行杂交和回交,经PCR分子检测和抗白叶枯病、抗稻瘟病鉴定和细胞分裂素含量的测定,最终在4个BC,回交组合“(9311／／／合系15／CBB23／／GC-1)X9311”、“(E32／／／合系15／CBB23／／GC-1)XE32”、“(培矮64S／／／合系15／CBB23／／GC-1)X培矮64S”和“(GC-1／CBB23／／W9834S／合系15)XW9834S”中获得了17株携带IPT基因与Xa23基因的BC1F1植株,这些植株对来自北方稻区21个稻瘟病菌系全部表现为抗。携带IPT基因的抗病植株再与杂交稻亲本进行回交．在2个BC2回交组合“[(9311／／／合系15／CBB23／／GC-1)X9311]X9311’’和“[(E32／／／合系15／CBB23／／GC-1)XE32]XE32”中获得了7株携带IPT基因与Xa23基因的植株,这些植株再经过1—2代回交和自交,即可用于杂交稻育种。     

野生稻基因导入系W6023对白叶枯菌的抗谱及转录组差异表达基因分析

水稻白叶枯病是世界性水稻病害,严重威胁水稻的高产和稳产。为了挖掘水稻抗白叶枯病新基因,本研究对一个野生稻基因导入系W6023进行了白叶枯病多菌系接种鉴定及抗谱分析,发现W6023具有广谱抗病性。用强致病菌PXO99诱导W6023及其感病轮回亲本IR24后进行转录组测序,分别获得105644962和91022599条序列,通过GO注释及KEGG富集分析,发现差异表达基因主要富集在次生代谢产物的生物合成、植物激素信号转导及糖代谢途径等方面。在这些差异表达基因中,发现203个基因的表达有显著差异,其中在W6023中上调表达的基因有114个(56.2%),下调表达的有89个(43.8%),而且35.9%分布在第11染色体上。生物信息学分析发现在203个差异表达基因中有16个属于类抗病基因,如NBS-LRR等;14个直接或间接与水稻体内过氧化物的代谢相关,如编码过氧化物酶和金属硫蛋白等;6个编码抗病相关转录因子,如WRKY和NAC等;18个为信号传导相关基因,编码钙调素结合蛋白和萜类合成酶等。随机选择6个W6023中上调表达和3个IR24中上调表达的基因进行RT-PCR及qRT-PCR分析,结果与转录组测序结果一致,表明本研究获得的转录组测序数据结果是可靠的,为以后更深入挖掘W6023的抗病基因及分子机理研究提供了基础。     

植物中的核质转运相关蛋白

细胞内各个生命过程的有序进行需要生物大分子在细胞核与细胞质之间有选择、有控制地转运.而细胞核膜的存在为大分子的自由穿梭设置了屏障,因此生物大分子在细胞核与细胞质之间的转运要依赖于一些受体蛋白.输入蛋白β(importinβ)是首先从人类细胞中发现的生物大分子向细胞核输入的受体,其后相继鉴定出多个与输入蛋白β具有同源性的细胞核转运受体,命名为类输入蛋白β.这些转运受体介导的转运过程在生物有机体之间高度保守,在动物及酵母中调控核质穿梭以及各个信号过程的组分与分子机制研究较为清楚,但在植物中相对匮乏.本文在介绍细胞核转运受体共有结构特点和转运机制基础上,重点综述了植物细胞核转运受体的最新研究进展以及这些受体在植物信号转导中的重要调节作用.     

水稻白叶枯病新抗源Y238的鉴定及其近等基因系培育

从269份普通野生稻中鉴定出一个高抗白叶枯病的新抗源,编号为Y238.通过多茵系鉴定、抗谱分析及与目前国际上已知基因比较,证明该新抗源含有一个新基因,暂命名为WBB2.对JG30/Y238杂交后代成株期接种鉴定、遗传分析表明,WBB2为完全显性基因.通过杂交和回交,已将WBB2导入栽培稻中构建近等基因系.     

植物的系统素及其信号转导

介绍了有关植物中系统素的最新研究进展 ,并对系统素信号转导模型作了改进和完善     

水稻抗褐飞虱基因研究和利用现状

稻褐飞虱（Nilaparvata lugens Stal）是一种单食性水稻害虫,根据其对水稻品种的危害,可分为生物型1、2、3、4等类型。它对亚洲各国水稻生产造成极大危害。实践证明,利用抗虫品种是防治稻褐飞虱最经济有效的方法。本文综述了稻褐飞虱的生物学特征和分布、生物类型,着重介绍抗稻褐飞虱基因的研究和利用现状,并对今后开展抗稻褐飞虱基因研究提出几点建议。     

利用基因组编辑技术创制水稻白叶枯病抗性材料

水稻白叶枯病是最重要的水稻细菌性病害,严重威胁水稻生产和粮食安全。培育和种植抗白叶枯病水稻新品种是控制该病害最经济、有效、环保的技术手段。W6023是本课题组早期通过普通野生稻与IR24杂交创制的抗病基因导入系,前期转录组测序结果显示,Pong2-1(Os02g20780)和Pong11-1(Os11g14160)在感病亲本IR24中激活表达,在抗病导入系W6023中不表达。Pong2-1和Pong11-1是水稻中Pong类转座子最相似的两成员,DNA同源性超过90%,但转录本却存在明显差异。为研究Pong2-1和Pong11-1是否与IR24的感病性相关,本研究利用CRISPR/Cas9系统定点突变IR24的Pong2-1和Pong11-1位点,获得了多个突变株系,毒力测试结果显示Pong2-1和Pong11-1突变后IR24的抗性得到一定提高,创制出6个抗白叶枯病水稻材料。