利用抑制差减杂交技术分离马铃薯晚疫病抗性相关基因

以晚疫病病原菌混合小种接种处理48h的马铃薯水平抗性材料(R-gene-free)叶片为目的材料,以未处理材料作为对照,用抑制差减杂交技术构建了一个富集晚疫病抗性相关基因的差减文库。应用反向Northern技术对840个克隆进行斑点杂交筛选,筛选出150个病原诱导后信号明显增强的克隆。26个片段测序结果表明：部分片段基因功能与抗病性明显相关。7个差异表达片段与GenBank EST数据库中已有晚疫病原诱导马铃薯叶片得到的EST有很高同源性(达95％～100％);部分片段核苷酸或氨基酸序列分别与番茄、烟草、拟南芥等的EST序列或氨基酸序列有较高同源性;另有4个基因片段在GenBank EST数据库中未找到明显的同源序列,可能为新发现的基因片段。     

草甘膦诱导表达的大豆与棉花EST序列的分离

利用差异显示PCR方法分离了63个草甘膦诱导后在大豆和棉花中差异表达的片段,测序分析结果表明属于33个草甘膦诱导的大豆和棉花EST序列。通过在GenBank中进一步比时研究发现:约85％的EST序列与水杨酸、冷、创伤、氧化等非生物胁迫诱导后表达库中的EST序列有高达95％以上的同源性,由此可推测这些基因参与了植物对非生物胁迫的反应过程。草甘膦诱导后高表达EST、序列的获得将有利于进一步分离相关非生物胁迫诱导表达基因及启动子,研究其转录调控的机理,有望建立草甘膦诱导系统。从而解决组成型表达造成外源基因在植物体所有发育阶段和所有组织部位表达,造成植物体能量浪费。     

小麦苗期水分胁迫诱导差异表达cDNA的研究

以小麦幼苗为材料 ,采用mRNA差异显示方法和银染技术 ,对经过用 16 % (- 0 .5MPa)PEG - 6 0 0 0溶液处理不同时间而诱导表达的小麦基因进行分离 ,共得到cDNA差异片段 5 2条。经ReverseNorthern验证 ,检出阳性表达片段 15个 ,克隆并测序。经GenBank查询 ,11个片段序列与已知序列有较高的同源性 ,4个片段同源性非常低 ,可能为新基因。     

高粱幼苗水分胁迫诱导表达差异cDNA的研究

以高粱为试验材料,用-0．7MPa的PEG-6000高渗溶液对其幼苗进行水分胁迫处理,利用mRNA差异显示技术分离得到53条高粱水分胁迫诱导表达的cDNA片段,其中包括5个完全诱导表达片段,43个上调片段和5个下调表达片段。经过Reverse Northern验证,筛选出13个差异表达的cDNA片段,并进行克隆测序。经GenBank查询,10个片段序列与已知序列有较高的同源性,3个片段同源性非常低,可能为新基因。     

棉花GhWRKY44基因的克隆与表达分析

该研究以枯萎病菌诱导棉花根部基因表达谱中筛选得到的WRKY基因片段为探针,通过电子克隆结合RT-PCR技术,从高抗枯萎病品种‘中棉所12’中克隆到1个与抗枯萎病相关的WRKY转录因子基因GhWRKY44(GenBank登录号KJ801807)。序列分析表明,GhWRKY44基因开放阅读框1 197bp,编码398个氨基酸,含有2个WRKY结构域及C2H2型锌指结构,属于棉花WRKY转录因子家族第Ⅰ类;系统进化分析显示,GhWRKY44基因与拟南芥AtWRKY44亲缘关系最近。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测该基因表达特性,结果发现枯萎病菌诱导后,GhWRKY44基因在抗病品种中优势表达,随处理后时间的推移,其表达量呈先增加后降低再增加的变化趋势,处理后3h时GhWRKY44基因表达量达到最大;而在感病品种中,GhWRKY44基因表达水平明显低于抗病品种,对病原菌响应时间也晚于抗病品种,处理后6h时GhWRKY44基因表达量才达到最大。水杨酸和茉莉酸均能诱导GhWRKY44基因的表达,水杨酸诱导后,GhWRKY44基因表达量迅速增加,且其表达量一直维持在一个较高水平;而茉莉酸诱导后,GhWRKY44基因表达量呈先增加后降低的变化趋势,且其表达水平明显低于水杨酸诱导。研究表明,GhWRKY44基因可能参与了棉花对病原菌和激素胁迫的应答反应。     

海岛棉抗枯萎病基因GbMPK16的克隆及功能验证

研究MAPK基因在海岛棉抗枯萎病途径中的功能,为棉花枯萎病抗性育种提供基因资源。根据前期海岛棉枯萎病抗性转录组测序和表达谱数据分析,从差异表达基因中筛选到一个海岛棉抗枯萎病相关Unigene序列,该序列注释为MAPK相关基因。从海岛棉抗病品种"06-146"中克隆了一个MAPK家族基因GbMPK16,进行生物信息学分析,并在枯萎病菌、乙烯、水杨酸诱导下对该基因进行表达分析,通过VIGS技术进行该基因抗病性功能分析。研究显示GbMPK16基因有1 665 bp的ORF序列,编码554个氨基酸,属于MAPK家族D组,保守区域包括TDY磷酸化部位,GbMPK16蛋白与其他生物MPK16蛋白有较高的一致性。进化树分析表明,GbMPK16与GhMPK16亲缘关系最近。亚细胞定位预测表明,GbMPK16分布于细胞核的可能性46.3%,在细胞质里的可能性40.7%。qRT-PCR表达分析显示,GbMPK16基因在不同抗病海岛棉品种表达量明显高于感病海岛棉品种,乙烯和水杨酸处理后出现表达量上调趋势,并且在抗病材料中该基因表达量均高于感病材料。通过VIGS技术沉默GbMPK16基因后,与对照相比该基因的表达量明显下降,枯萎病侵染15 d后,沉默该基因的植株发病情况高于对照。GbMPK16基因可能在海岛棉抗枯萎病途径中发挥作用。     

草鱼CYP1A和ACT基因cDNA片段的克隆与鉴定

以Trizol法分别提取BNF诱导和对照处理草鱼的肝组织总RNA并合成cDNA第一链,以此为模板利用1对ACT特异性引物和(8条)6对CYP1A简并引物进行扩增。结果显示,引物对F0-R0在对照和诱导草鱼中均扩增得到预期ACTcDNA片段,而引物对F4-R4在诱导草鱼中获得预期CYP1A cDNA产物。这两个cDNA片段分别进行克隆、测序和比对,BLAST结果表明草鱼ACTcDNA片段(800 bp)与GenBank中ACT基因(登录号M25013)同源性为99.1%,推导氨基酸序列同源性为99.2%;草鱼CYP1A cDNA片段(439 bp)与鲤鱼同源性最高,为92.5%,推导氨基酸同源性为96.6%。上述序列提交GenBank,获得登录号分别为DQ211096和DQ211095。通过Mega 3.1软件的Neighbor-joining程序对CYP基因的部分cDNA序列和氨基酸序列进行比对分析并绘制进化树,根据CYP1A部分蛋白的系统发育关系,在进化上可以将参与比对的真骨鱼划分为4个主要的分支。     

小麦抗黄矮病基因相关cDNA片段的克隆

以从小麦品种间杂交组合川35050/山农483 F7株系中分离出的感、抗小麦黄矮病的2个近等基因系为材料,利用DDRT-PCR技术和抗病基因保守结构域序列设计的7条简并或特异引物进行差异显示,PCR分析获得4条差异序列,并分别命名为:Rbdv1~Rbdv4(GenBank注册号:EU267934~EU267937).以Rbdv1为靶序列,利用RACE对其3′末端进行PCR扩增,得到长778 bp、末端有poly(A)尾巴的序列.用DNAMAN软件将3′RACE得到的序列与靶序列拼接得到1 196 bp长的片段,命名为A1(GenBank注册号:EU267938).BlastN分析表明,A1与拟南芥、水稻中CDC48蛋白的同源性分别为81%和90%,其氨基酸序列中包含1个P-Loop,具有R基因的特征结构域,推测该片段很可能与抗小麦黄矮病基因相关.     

棉花EIN3/EIL家族基因序列分析及GhEIL3基因克隆

该研究以拟南芥AtEIN3基因为探针,从陆地棉TM-1全基因组测序数据库中筛选其同源序列,序列分析得到16条具有EIN3结构域的基因序列。对陆地棉EIN3/EIL家族基因的基因结构、系统进化、序列相似性及结构域分布情况进行分析,发现它们与拟南芥EIN3/EIL家族基因在N端具有较高相似度,其中15条基因序列包含5个保守结构,1条包含4个保守结构。在此基础上,采用RT-PCR方法从抗枯萎病的陆地棉品种‘中棉所12’中克隆得到一个新的EIN3/EIL家族基因,命名为GhEIL3(GenBank登录号为KY072936)。序列分析表明:GhEIL3基因开放阅读框长1 092bp,编码363个氨基酸,含有一个EIN3结构域。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)结果显示,GhEIL3基因在枯萎病菌诱导后呈上调表达,诱导后1h其相对表达量达到最大值,推测GhEIL3基因可能参与棉花对枯萎病菌的防御反应。     

蓝光作用下黑曲霉形态发育与消减文库的分析

以持续黑暗培养为对照,采用扫描电镜观察了蓝光对黑曲霉孢子发育的影响,结果表明蓝光处理使菌丝粗壮,孢囊增大。以黑暗培养至36h再经蓝光处理3~4h的菌丝为实验组,对应时间段的黑曲霉菌丝为对照组,采用抑制性消减杂交(SSH)方法,构建了蓝光作用下黑曲霉的差异表达基因的cDNA文库。阳性克隆菌落经PCR扩增出200~500bp差异表达基因的cDNA片段,对序列进行同源性分析后发现两个差异表达的未知基因片段,为进一步研究蓝光诱导下黑曲霉差异表达的未知基因的功能提供依据。差异表达的基因片段大都与黑曲霉线粒体氧化还原酶类同源;荧光定量PCR分析结果表明所选取的部分差异基因片段在蓝光诱导下表达量均有提高。     

黄瓜枯萎病抗性基因的连锁分子标记

黄瓜枯萎病是危害我国黄瓜的主要病害。本实验以黄瓜抗枯萎病亲本WIS2757和感枯萎病亲本津研2号及其F2代分离群体为试材,采用分离群体分组分析法(BSA)进行了与黄瓜抗枯萎病基因连锁的分子标记研究。AFLP分析表明:引物对P15M5扩增出的特异DNA片段P15M5-310与WIS2757黄瓜枯萎病抗性基因连锁,遗传距离为7cM。     

The effect of root-knot nematode on vascular resistance to Fusarium oxysporum f. sp. vasinfectum in the stems of cotton plants

The effect of root-knot nematode (Meloidogyne incognita) on external wilt symptoms and on the cotton plant's vascular response to stem-inoculation with Fusarium oxysporum f. sp. vasinfectum was investigated. Wilt symptoms were more severe in all plants inoculated with both organisms than with the fungus alone but relative wilt resistance of the cultivars was maintained. Greater symptom severity was associated with greater fungal proliferation in the stele and this was related to the ability of the nematode to reduce the efficiency of vascular occlusion. The nematode had no effect on the accumulation of infection-induced terpenoid aldehyde compounds.     

新疆棉花黄萎病株内生真菌荧光定量检测及时空动态分析

【背景】棉花黄萎病严重制约新疆棉花持续高产和稳产,内生菌在棉花黄萎病生物防治中潜力巨大。棉花黄萎病发生与内生菌有密切关系,但棉花黄萎病株内生真菌含量的研究鲜见报道。【目的】了解棉花黄萎病株内生真菌数量的时空动态变化及其与黄萎病病原数量的关系。【方法】用TaqMan探针实时荧光定量PCR方法对棉花黄萎病株内生真菌数量进行周年动态测定,分析棉花内生真菌数量与黄萎病原菌数量的关系。【结果】不同生育时期棉花植株根部内生真菌数量表现出不同变化趋势。库尔勒棉花吐絮期根部最大值达1.46×10~9 copies/g FRW,阿拉尔棉花根部内生真菌数量表现为蕾期缓慢上升,花铃期达到最大值,为8.30×10~7 copies/g FRW。棉花根部内生真菌数量以南疆棉区库尔勒的数量最高,吐絮期平均达1.46×10~9 copies/g FRW;其次为阿拉尔,花期平均达8.30×10~7 copies/g FRW;精河最少,苗期平均为1.85×10~4 copies/g FRW。棉花根部内生真菌数量的空间变化趋势是南疆、东疆、北疆依次递减:南疆库尔勒和阿拉尔内生真菌数量较高,库尔勒吐絮期达到最大值1.46×10~9 copies/g FRW,其次为阿拉尔8.30×10~7 copies/g FRW,精河最低1.85×10~4 copies/g FRW。精河棉花内生真菌数量与黄萎病病原菌数量显著正相关,其皮尔逊相关系数高达0.639。石河子和哈密棉花内生真菌与黄萎病病原菌呈负相关,其相关系数分别为-0.180和-0.275。其他内生真菌与黄萎病病原菌之间存在正相关,但相关性不显著。【结论】棉花黄萎病株根部内生真菌含量较高,内生真菌数量均随采样棉花生育时期和采样地点不同而呈现波动性变化,内生真菌数量最大值出现在库尔勒花铃期。     

新疆新陆早系列品种系谱分析与育种方向

通过对新疆新陆早系列品种系谱分析认为,近10年育成品种,产量不断提高,熟性有变晚趋势,抗病性逐步增强,抗枯萎病已基本解决,抗黄萎病有待进一步提高,品质得到改良,但品种类型单一,不能满足我区棉花产业化发展长远要求.因此,需要育种工作者通过拓宽遗传资源、创新种质,结合先进育种方法,并加强抗逆性筛选力度等来选育适合不同要求的棉花新品种.     

儿茶素对棉枯萎病菌胞壁降解酶的抑制及在棉花抗病性中的作用

在含有儿茶素的培养液中棉枯萎病菌(Fusarium oxysporum f. sp. vasinfectum)的多聚半乳糖醛酸酶(PG)和果胶裂解酶(PL)活性明显降低。儿茶素可明显抑制初步纯化的PG和PL活性以及它们对棉苗组织的浸软作用。对棉苗组织中儿茶素含量的测定结果表明:抗病品种棉苗组织中儿茶素含量较高;氟乐灵处理可诱发棉苗产生对枯萎病的诱导抗性,同时也提高棉苗组织中的儿茶素的含量;枯萎病菌侵染后棉苗组织中儿茶素含量明显升高,以抗病品种棉苗和氟乐灵诱发处理棉苗组织中儿茶素含量的增加更为明显。棉苗组织提取液中的酚类物质可抑制PG和PL的活性,且证明这种抑制作用主要是由儿茶素引起。提取液对PG和PL活性的抑制作用与棉苗组织中儿茶素的含量呈直接的正相关关系。因此,作者认为棉苗组织中的儿茶素可能通过对病菌PG和PL等胞壁降解酶的抑制而与棉花对枯萎病的抗病性及氟乐灵诱发的诱导抗性有关。     

外源褪黑素调控棉花枯萎病抗性研究

为探究外源褪黑素对棉花抗枯萎病的影响及作用机理,以海岛棉新海14号为材料,于叶面喷施不同浓度褪黑素（0、10、25、50、75、100 μmol/L）后接种棉花枯萎病菌,对枯萎病菌侵染后棉花幼苗进行抗病性鉴定、抗病相关酶活性及基因表达分析。结果表明,外源褪黑素对棉花枯萎病菌的生长无抑制作用,10-100 μmol/L褪黑素均能在一定程度上提高棉花对枯萎病的抗性,其中50 μmol/L褪黑素处理效果最好。与对照相比,50 μmol/L褪黑素预处理能有效减少接菌后棉花叶片中的过氧化氢（H₂O₂）含量和超氧阴离子（O₂^·-）的产生速率,增强过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、几丁质酶（CHT）、β-1,3葡聚糖酶（GLU）、多酚氧化酶（PPO）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性,并显著提高木质素代谢途径相关基因（GbPAL、Gb4CL和GbCAD）和类黄酮代谢途径关键基因（GbCHI、GbDFR和GbTT7）的表达量。表明50 μmol/L 的褪黑素处理能提高接菌后棉花抗氧化能力,增强防御酶活性,调控木质素、类黄酮代谢途径相关基因的表达,从而提高棉花对枯萎病的抗性。     

不同抗病性茄子根系分泌物对黄萎菌的化感作用

以不同抗病性茄子为试材,即抗病类型Solanum tor、S.sis,耐病类型立原紫茄,感病类型西安绿茄,研究了不同茄子品种抗黄萎病特性,根际微生物结构与黄萎菌数量的变化,茄子根系分泌物对黄萎菌的化感作用,并利用GC-MS对根系分泌物的成分进行了鉴定。结果表明：抗病类型的根系分泌物既可以直接影响黄萎菌的生长、发育,又可以通过调节土壤微生物种群结构间接影响黄萎菌的生长,达到抗病效果。而感病类型则正相反。推断这可能是因为抗病类型根系分泌物中存在醇类、胺类、吡喃类、芴类等特异物质,而感病类型根系分泌物中酮类、酚类、酯类、酚酸类物质种类或含量较高。     

镰刀菌诱导的泸定百合SSH文库构建及抗病相关基因筛选

该研究以泸定百合(Lilium sargentiae Wilson)为材料,构建其组培苗经百合尖孢镰刀菌侵染后的叶片SSH文库,从中筛选镰刀菌枯萎病抗病相关基因。从正向SSH文库中随机挑取300个单克隆测序后得到280条ESTs,进行功能比对分析后,除去未知功能、沉冗蛋白以及无同源序列,得到有功能的ESTs共168条,其功能涉及信号传导、蛋白质合成与代谢、抗病与防御、物质与能量代谢、转录相关等多种途径,其中有31条ESTs与抗病防御相关。从抗病防御相关基因中选取8条ESTs:过氧化氢酶、ATP结合盒转运蛋白(ABC transporter)、Kunitz型胰蛋白酶抑制剂4(Kunitz trypsin inhibitor 4)、丝氨酸乙醛酸氨基转移酶、多聚泛素、脂氧合酶I(Lipoxygenase I)、丝氨酸/苏安酸蛋白激酶(Serine/Threonine-protein kinase)、抗坏血酸过氧化物酶(Arabidopsis thaliana),通过RTPCR对其表达情况进行分析,发现经镰刀菌诱导后均为上调表达,推测它们可能参与了泸定百合镰刀菌枯萎病的抗病反应途径。     

Suppression of Fusarium oxysporum and induced resistance of plants involved in the biocontrol of Cucumber Fusarium Wilt by Streptomyces bikiniensis HD-087

Cucumber Fusarium Wilt, caused by Fusarium oxysporum f. sp. cucumerinum, which usually leads to severe economic damage, is a common destructive disease worldwide. To date, no effective method has yet been found to counteract this disease. A fungal isolate, designated HD-087, which was identified as Streptomyces bikiniensis using physiological-biochemical identification and 16S rRNA sequence analysis, is shown to possess distinctive inhibitory activity against F. oxysporum. The fermentation broth of HD-087 leads to certain abnormalities in pathogen hyphae. It peroxidizes cell membrane lipids, which leads to membrane destruction along with cytoplasm leakage. This broth also restrains germination of the conidia. The activities of the enzymes peroxidase, phenylalanine ammonia-lyase, and β-1,3-glucanase in cucumber leaves were dramatically increased after treated with fermentation broth of HD-087. The levels of chlorophyll and soluble sugars were also found to be increased, with the relative conductivity of leaves being reduced. In short, the metabolites of strain HD-087 can effectively suppress F. oxysporum and trigger induced resistance in cucumber.     

天麻抗真菌蛋白基因(gafp)转化彩色棉的研究

天麻抗真菌蛋白(gastrodia antifungal protein简称GAFP)是从我国传统中药天麻(Gastrodia elata B1．)中分离到的一种具有广谱抗真菌活性的蛋白质,它对许多植物真菌病包括棉花枯萎病、黄萎病等的致病菌离体具有很强的抑制作用,因此,在植物抗真菌病基因工程上有很重要的应用价值。本研究通过花粉管通道法,将GAFP的基因．gafp转入3个新疆彩色棉品种中,通过田间抗病筛选和分子检测,得到了高抗黄萎病的转基因植株,两株Southem杂交阳性植株LB-5-8和ZB-1—49对黄萎病表现整株免疫。RT-PCR的结果显示,LB-5-8和ZB-1—49中均有gafp的正确转录;离体的抑菌实验也表明,它们的蛋白粗提物对棉花黄萎病致病菌离体有明显的抑制,表明了gafp在转基因植株中的正确表达,翻译的产物具有活性。经过进一步选育和扩繁,发现转基因彩色棉后代具有稳定的、较强的抗黄萎病能力,本研究为通过植物抗病基因工程的方法防治棉花黄萎病提供了一条新的途径。