【目的】筛选不同温度下烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)侵染后枯斑三生烟(Nicotiana tabacum var. Samsun NN)差异表达的长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA),研究lncRNA在枯斑三生烟抗性反应中的作用。【方法】N基因的温度敏感性使枯斑三生烟在25℃时具备对TMV的抗性、在31℃抗性丧失,在这两个温度条件下对枯斑三生烟接种TMV和磷酸盐缓冲盐水(phosphate buffered saline,PBS),48 h后提取系统叶总RNA,构建链特异性文库后进行深度测序。对测序结果进行过滤后利用HTSeq将有效数据与近缘品种TN90(N. tabacum var. TN90)基因组比对,筛选得到lncRNA后利用FPKM法估计lncRNA的表达水平。通过edgeR筛选差异表达lncRNA(differentially expressed lncRNA,DElncRNA),并利用qRT-PCR技术对这一结果进行验证。通过共定位及共表达分析预测DElncRNA的靶基因,通过参考基因组注释、GO和KEGG富集分析研究靶基因的功能。【结果】4个处理共12个样本经lncRNA-seq各测得约8 000万条clean reads,共获得4 737条已知lncRNA、40 169条新lncRNA。其中64个lncRNA在不同温度条件下TMV侵染后存在差异表达,qRT-PCR测定结果显示这些lncRNA的测序正确率在80%左右,表明本研究所得测序数据具备较高的可信度。对DElncRNA进行靶基因预测,发现一些基因同时被25℃下调和31℃上调的DElncRNA靶向。靶基因注释功能丰富,主要参与植物抗病、激素和代谢等生理过程。部分可能与激素通路相关的lncRNA,在25℃下TMV侵染时呈现下调趋势,而在31℃下TMV侵染则呈现上调趋势。GO富集分析显示靶基因主要参与构成膜、囊泡等组分,具备钙、钾离子通道抑制剂活性等分子功能,使相应离子得以转运引发随后的反应,同时也参与发病、抗原加工和呈现、细胞分裂素代谢等生理过程。KEGG分析发现靶基因显著富集在植物激素信号转导通路,25℃下调和31℃上调的DElncRNA靶基因同时富集在激素信号传导、ABC运输蛋白、苯丙烷类生物合成等通路。【结论】不同温度(25℃和31℃)条件下TMV侵染枯斑三生烟后,长链非编码RNA差异表达,DElncRNA通过作用于激素信号传导、物质转运等过程参与寄主系统获得性抗性反应。研究结果可为揭示植物系统获得性抗性中lncRNA的调控功能以及新型抗病毒技术开发提供依据。

本研究探讨了7种细胞凝集素基因在中国对虾中应答白斑综合征病毒(WSSV)感染上的生物学功能差异。结果显示,LT1(DQ167572.1)、LT2(EU834289.1)、LT3(EU834292.1)和LT5(EU834290.1)是肝胰腺组织特异、受WSSV感染诱导表达的基因,其他3种基因主要在肌肉、肠和腮中表达,与WSSV感染诱导无明显相关;在应答WSSV感染不同时间段的表达特征上,7种凝集素基因各不相同;在各组织中的表达量上,方差分析表明7种凝集素基因除在肝胰腺中的表达上存在显著差异外,其他组织中不存在显著差异。这些结果显示这7个凝集素基因在应答WSSV侵染的表达特征上存在较大差异,推测...

[目的]杨生褐盘二孢的单芽管专化型和多芽管专化型分别引起白杨组和黑杨组(包括青杨组)杨树的褐斑病,其分化机制有待阐明。[方法]本文在专化性互作体系建立的基础上,利用荧光染色标记研究了病菌孢子在专化性寄主侵染过程中的萌发发育情况,并通过RT-qPCR分析了黑杨寄主抗病相关基因在应答两专化型侵染过程中的不同表达。[结果]结果发现多芽管分生孢子在黑杨寄主上能完成发育并成功侵染,单芽管分生孢子也能成功萌发和发育,但不能侵入黑杨寄主;黑杨抗性基因在两专化型侵染发育过程中均能被诱导表达,但在表达时间和表达量上,除基因

【目的】通过比较两株球孢白僵菌(Beauveria bassiana)在不同温度条件下侵染西花蓟马(Frankliniella occidentalis)的生长动力学及其毒力,探讨球孢白僵菌菌体增殖和杀虫毒力的关系,为提高球孢白僵菌对西花蓟马的杀虫效率提供理论支持。【方法】首先,在20、25和30℃3个温度条件下,连续记录第1—8天西花蓟马被两株球孢白僵菌菌株(SCWJ-2和GZGY-1-3)侵染后的死亡率,并以未被真菌感染的西花蓟马为对照,计算其累积校正死亡率,选择第3天的数据(对照死亡率为2%—5%)比较两个菌株的杀虫效率。其次,在20、25和30℃3个温度条件下,连续记录第1—8天内平板培养的上述两个菌株的菌落直径,选取第3天两个菌株的菌落生长直径数据进行比较分析。最后,提取20、25和30℃温度下,西花蓟马分别被两株球孢白僵菌侵染第1、2和3天的混合DNA,通过实时荧光定量PCR(q RT-PCR)技术定量球孢白僵菌在每个宿主样品体内的拷贝数,选取第3天两个菌株的基因拷贝数进行比较分析。【结果】生物测定结果显示,在检测温度(20—30℃)范围内,球孢白僵菌菌株GZGY-1-3和SCWJ-2对西花蓟马成虫均具有较高致病性,无论任何温度和何种菌株,西花蓟马从处理后第2天开始有死亡个体出现,第8天时,SCWJ-2和GZGY-1-3造成的校正死亡率分别为83%—91%和79%—90%。以第3天的校正死亡率为指标(对照死亡率为2%—5%),30℃下菌株SCWJ-2毒力显著高于GZGY-1-3(P0.05)。平板培养试验表明,在检测温度(20—30℃)范围内,两个菌株菌落直径随着时间推移而增加,第8天时,菌株SCWJ-2和GZGY-1-3的菌落直径分别为31—36、28—32 mm。选取第3天菌落生长直径数据进行比较,菌株SCWJ-2在3个温度下的菌落直径均显著大于菌株GZGY-1-3(P0.05)。【结论】真菌在被侵染虫体内的基因拷贝数受到菌株和温度的影响,这与生物测定结果相一致。与菌株GZGY-1-3相比,SCWJ-2更适合高温条件下对西花蓟马的防治。

[目的]本文旨在分析苹果差异表达NBS-encoding基因的特征,挖掘在苹果斑点落叶病菌侵染过程中的潜在响应基因。[方法]通过苹果斑点落叶病菌侵染‘红星’后的RNA-seq数据筛选出差异表达的NBS-encoding基因,并利用ProtParam、Pfam、SMART等网站分析了其理化性质;利用R studio软件构建表达热图并分析其表达模式;利用Fast Tree 2软件构建苹果NBS-encoding基因家族的系统进化树,并利用MEGA 6.0软件计算差异表达的NBS-encoding基因所在系统进化支的Ka/Ks值,研究NBS-encoding基因在进化过程中受到的选择压力;利用Cytoscape 3.0软件构建共表达网络图,分析NBS-encoding基因之间的关联性。[结果]共筛选得到了19个差异表达NBS-encoding基因。表达模式分析表明,有3个基因(登录号为MDP0000259862、MDP0000304378和MDP0000292810)可能在响应苹果斑点落叶病的过程中起了关键作用。19个差异表达基因分布在系统进化树的15个进化支中,其中进化支10、12、14、15的平均Ka/Ks值均大于1,说明这些进化支中的基因受到正选择压力的作用,尤其是登录号为MDP0000210357、MDP0000751628、MDP0000147704和MDP0000372663的基因;而其余15个NBS-encoding基因的平均Ka/Ks值均小于1,说明它们受到纯化选择的作用。此外,有16个基因处于同一个共表达网络中,登录号为MDP0000210357、MDP0000240537和MDP0000291205的基因扮演着重要的角色。[结论]19个苹果NBS-encoding基因参与苹果斑点落叶病菌侵染后的响应过程,其中登录号为MDP0000259862、MDP0000304378、MDP0000292810、MDP0000210357、MDP0000240537和MDP0000291205的基因可作为候选基因进行苹果抗病品种选育。

本研究利用高通量测序技术对感病品种辽豆15和抗病品种灰皮支黑豆(ZDD2315)受大豆胞囊线虫侵染后早期根系基因表达谱进行了分析,研究胞囊线虫侵染后大豆根部诱导表达的差异基因。结果表明:灰皮支黑豆受大豆胞囊线虫侵染后诱导389个差异基因上调表达,344个差异基因下调表达;辽豆15受大豆胞囊线虫侵染后诱导222个差异基因上调表达,691个差异基因下调表达。这些差异表达的基因与激素应答、转录因子、蛋白激酶、热激蛋白、防御酶系、PR蛋白等有关,推测这些基因可能在大豆与胞囊线虫的非亲和互作中起重要作用。

目的发掘陆地棉Dirigent-like蛋白基因家族,明确不同黄萎病抗性品种间该基因家族成员的多态性及表达差异。方法利用Illumina Hiseq 2000测序平台,通过RNA-Seq测序技术,获得黄萎病菌侵染陆地棉抗病品种和感病品种的Dirigent-like蛋白基因家族成员Unigene序列;采用生物信息学软件对其进行核苷酸序列及编码蛋白的多重比对和系统进化分析;针对该家族成员设计特异的quantitative real-time PCR引物,在Applied Biosystems 7500 Real Time PCR System上使用SYBR green PCR试剂盒标记反应产物,棉...

利用两步法荧光定量RT-PCR法,检测不同温度下剑尾鱼免疫后脾脏和头肾组织中免疫球蛋白M(IgM)mRNA水平,发现其在不同温度下随着免疫时间呈现出不同的变化趋势。结果显示,在18℃水温下,剑尾鱼的IgM在两种组织中转录水平上升得较慢,随着水温的升高,在23℃、28℃水温下,其IgM表达水平上升较快,尤其是在28℃水温下,IgM表达水平迅速上升,且达到一个最高值,但在33℃较高水温条件下,IgM表达量并没有更高的上升幅度,而是与18℃水温下的IgM表达相比有所提高。本实验结果表明剑尾鱼注射免疫后在脾脏和头肾中都检测到了IgM表达的上调,高于33℃或低于18℃,都会影响剑尾鱼免疫效果。实验过程中...

【目的】研究黄瓜花叶病毒病(CMV)侵染胁迫下黄瓜重要功能基因表达和代谢途径响应。【方法】在结合气体交换和叶绿素荧光参数及抗性相关酶活性测定的基础上,应用农业部园艺植物生长发育与品质调控重点开放实验室自主开发的黄瓜cDNA芯片研究黄瓜在CMV侵染胁迫下的基因表达谱变化,并对其中5个具有代表性的基因通过实时荧光定量PCR(QRT—PCR)进行检测,以验证cDNA芯片杂交结果的可靠性。【结果】共获得67个差异表达显著的基因,其中42个基因下调表达,25个基因上调表达。这些差异表达的基因涉及了许多重要代谢途径。许多与光合作用、氮同化相关的基因受到明显的抑制;而一些防御相关基因和信号传导相关基因则诱导...

【目的】揭示水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)在侵染水稻叶组织早期的基因表达谱差异。【方法】采用GDPs-Finder计算法,设计了能够覆盖KACC10331基因组全部ORFs的定向引物(GDPs),对Xoo与水稻互作1、3和7d的总RNA进行反转录,对病菌cDNA探针进行Cy3/Cy5选择性标记,与含有371个Xoo致病相关基因的芯片进行杂交。【结果】在水稻侵染的不同时期,Xoo致病相关基因表达谱存在差异。与在NBY中生长相比,Xoo在侵染1、3和7d时分别有42个(18个上调和23个下调)、51个(29个上调和22个下调)和33个(16个上调...

【目的】为深入研究植物病毒—介体昆虫—寄主植物三者互作关系及机制提供科学的理论基础。【方法】以3个不同番茄品种为供试植物,MED烟粉虱为供试昆虫及近年来发现的云南本地双生病毒的优势种PaLCuCNV和TYLCTHV为供试病毒,探究烟粉虱取食、双生病毒侵染及烟粉虱与双生病毒互作对番茄生长发育特性及SA和JA信号途径防御基因表达的影响。【结果】与对照相比,不同处理均能引起番茄植株高度、地上部鲜重和干重的降低,不同处理与不同材料之间差异较大,总体表现为烟粉虱与双生病毒互作较烟粉虱取食、双生病毒侵染对植株高度、地上部鲜重和干重的影响较大。此外,不同处理普遍引起番茄JA和SA信号途径防御基因不同程度的上调表达,只是SA信号途径基因上调幅度较JA信号途径基因的上调幅度大。【结论】植物病毒—介体昆虫—寄主植物之间的互作关系及机制复杂多样,因植物种类、昆虫种类及病毒种类的不同而不同程度地影响植物生长发育及防御基因的表达。

为明确烟粉虱取食ToCV侵染番茄后其生理防御反应相关基因的变化,通过转录组测序和实时荧光定量PCR技术研究烟粉虱MED隐种取食ToCV侵染番茄和健康番茄6,12,24,48 h,其体内解毒酶、保护酶系统以及基因功能、代谢功能的变化。结果表明,烟粉虱MED隐种取食ToCV侵染番茄不同时间,其体内解毒酶细胞色素P450酶(P450)、谷胱甘肽S-转移酶(GST)、羧酸酯酶(CarE)和保护酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)转录水平均发生不同程度的变化;除CAT外,P450、GST、CarE、SOD和POD表达量总体趋于上调,其中发挥主要作用的是P450和SOD。通过对差异表达基因进行GO注释和KEGG功能分析,发现烟粉虱MED隐种取食ToCV侵染番茄12 h,其差异基因的生物学功能和代谢途径与其他时间点不同,该时间点下烟粉虱主要通过溶酶体实现蛋白质分解,而其他时间点下烟粉虱则通过核糖体逐步实现氨基酸到蛋白质的生物合成。综上,烟粉虱取食ToCV侵染番茄可能引起了其解毒酶、保护酶基因表达的改变,并通过溶酶体途径调控自身免疫应对ToCV入侵;其中,12 h可能是烟粉虱与ToCV互作的关键时间点。研究结果有助于进一步阐明烟粉虱取食ToCV获毒后的防御机制,丰富烟粉虱-植物病毒-寄主植物间的互作理论,为田间ToCV的有效防控提供科学依据。

【目的】构建普通烟草铁氧还蛋白I(ferredoxin I,Fdn-Ⅰ)原核表达载体,表达可溶性Fdn-Ⅰ蛋白,并制备其多克隆抗体,分析Fdn-Ⅰ在ToMV侵染烟草叶片内的表达情况。【方法】以Fdn-Ⅰ全长cDNA为模板,用PCR扩增Fdn-Ⅰ,克隆至原核表达载体pEGX-6p-1,构建Fdn-Ⅰ与GST融合表达载体pEGX-Fdn-Ⅰ,重组质粒转化原核表达菌株BL21,优化GST-Fdn-Ⅰ可溶性表达条件后大量表达蛋白,用GST亲和层析法纯化获得可溶性GST-Fdn-Ⅰ蛋白,免疫家兔制备多克隆抗体。ELISA测定抗体效价,Western印迹法检测抗体的特异性和ToMV侵染前后烟草叶片内Fdn...

[目的]热激转录因子HSF(heat shock transcription factor)在植物遭遇高温胁迫时起关键的调节作用,研究芹菜热激转录因子基因及相关蛋白的结构、功能对探究芹菜耐热机制、培育耐热新品种有重要作用。[方法]以‘六合黄心芹’‘津南实芹’和美国西芹‘文图拉’为试验材料,分离并克隆出Ag HSFB2基因,分析相关序列并采用实时定量荧光PCR技术检测该基因在不同温度(4、38和42℃)下的表达响应情况。[结果]研究发现该基因含有1个918 bp的开放阅读框,编码305个氨基酸。推测其蛋白质相对分子质量为34 048,理论等电点p I值为5.09。芹菜Ag HSFB2与拟南芥中H...

采用q RT-PCR技术,对不同温度(10℃,15℃,20℃,25℃)以及低温(10℃,15℃)和盐度(10,35)联合作用下拟穴青蟹(Scylla paramamosain)(甲壳长3.7~5.8 cm,体质量80~100 g)ANT2基因的表达进行了检测。结果表明:在4个温度下肝胰腺、肌肉、鳃中ANT2基因表达量依次为低、中、高,存在组织表达特异性。随着温度降低,ANT2基因总体上趋低表达,但在15℃时ANT2基因在肌肉(1~12 h)和鳃中均显著高于20℃(P<0.05)。该结果提示,ANT2基因与能量代谢相关,且在一定低温下被诱导表达,可能参与低温胁迫的应答。相同低温下,3种组织中AN...