为挖掘与叶锈菌萌发及早期侵染相关的关键基因，利用PacBio SMRT和Illumina HiSeq测序技术对叶锈菌夏孢子萌发0、2、4、8、12和24h的孢子和芽管进行转录组测序，通过全长转录本基因表达差异分析和生物信息学分析进行候选基因筛选，利用qRT-PCR技术对候选基因在不同毒力菌系与小麦的亲和/非亲和互作中的表达模式进行系统分析。结果表明：1）综合分析筛选出差异显著且功能相关的4个候选基因，其中，PTTG＿1050为SNARE蛋白的编码基因，可能参与SNARE介导的囊泡运输；PTTG＿4765属于ABC转运蛋白基因家族PDR亚族；PTTG＿1823属于PKc＿Like超基因家族；PTTG＿1279为候选分泌蛋白编码基因。2)4个候选基因在侵染早期受到强烈诱导或抑制，且在亲和互作中表达量高于非亲和互作，说明其在叶锈菌的早期侵染和扩展中发挥了重要作用，可能是早期成功侵染的关键基因。

试验采用小麦单基因系TcLr19,感病对照Thacher(Tc)及叶锈菌小种366和165,利用组织化学方法,对接种后不同时间点叶锈菌在亲和和不亲和寄主上的发育情况进行观察,并对表现不同侵染型的TcLr19-叶锈菌组合中的2种防御酶苯丙氨酸解氨酶(PAL)和过氧化物酶(PO)的活性变化及发生过敏性死亡(HR)的细胞面积进行测定。结果表明,伴随着叶锈菌的侵染,TcLr19接种叶锈菌小种366(侵染型为0;)后PAL的活性分别在24,72 h出现高峰,PO活性在48 h达到最高峰,发生HR的细胞面积从接种后24 h逐渐增加直至96 h达到高峰;而接种叶锈菌小种165(侵染型为1)后2种酶活性变化及...

【目的】筛选适合出芽短梗霉菌株PA-2侵染藜的稳定表达的最适内参基因，并进行PA-2侵染下藜光合作用相关基因的表达分析验证。【方法】分别以菌株PA-2孢子侵染0、1、3、5、7 d的藜叶片和正常生长藜的根、茎、叶为供试材料，通过qRT-PCR技术和Ct值评估3个候选内参基因GAPDH、β-ACTIN、β-TUBULIN的表达稳定性，并利用筛选出的内参基因，对藜光合作用相关基因（LFRN、MDH、PetC、psaA、CAB40、psaN、BHY和MO2）的表达水平进行定量分析。【结果】在菌株PA-2侵染藜不同时间点和不同组织的样本中，藜最适内参基因为GAPDH，可用于后续分析光合作用相关基因的表达水平。以GAPDH作为内参基因检测8个光合作用相关基因的表达水平，在不同侵染时间点，8个光合作用相关基因的表达量均出现不同程度的下调，除MDH基因外，其余基因均在5 d时达到最低水平。其中PctC、psaN、CAB40、BHY、MO2基因在藜受侵染0～1 d中下调表达，在3 d达到较高水平，后期表达量下调；pasA先上调表达后下调表达；LFRN在受侵染后持续下调表达；MDH在受侵染后先显著下调，在3 d达到较低水平，后上调表达。在藜受侵染的不同组织中，8个基因在藜叶中均有大量表达，其中MDH基因在茎中大量表达，PctC和CAB40在根中表达量最低，除MDH基因外，7不同组织中基因表达量高低排序为：叶>茎>根。【结论】本研究为后续利用qRT-PCR分析藜基因表达及研究PA-2致病机理奠定基础。

在本实验室前期构建的非亲和互作的SSH文库基础上,从叶锈菌侵染的小麦叶片中发现在接种后8 h表现高表达量的CDPK2-EST。CDPKs即钙离子依赖蛋白激酶,是植物细胞应对各种生物和非生物胁迫过程中承接Ca2+流变化的重要因素。为进一步研究CDPK2在小麦与叶锈菌互作过程中的表达特性,采用RT-PCR和Western-Blotting技术分别在mRNA水平和蛋白质水平对小麦受叶锈菌侵染后不同亲和性组合中CDPK2的表达谱进行了检测。结果表明,小麦CDPK2基因受叶锈菌侵染诱导,不亲和组合在接种后4 h无论在mRNA水平还是蛋白质水平该基因均表现上调表达,而转录水平的表达量在接种后16 h降至对...

【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...

为研究TaRanGAP2在小麦抵抗叶锈菌侵染的HR诱发中的作用，阐明小麦抗叶锈病分子机制，为小麦抗叶锈病育种给予分子水平的指导。以小麦近等基因系TcLr26及其轮回亲本Tc分别与叶锈菌生理小种260组成不亲和组合(TcLr26×260)及亲和组合(Tc×260),生物信息学分析发现，TaRanGAP2的CDS全长为1 665 bp,编码554个氨基酸，对其保守结构域进行分析发现TaRanGAP2基因编码的蛋白属于Ran GTPase家族；利用RT-qPCR技术检测TaRanGAP2在这2个组合中的表达情况，发现在不亲和组合中TaRanGAP2表达量出现显著上调；利用烟草瞬时转化系统进行亚细胞定位检测发现TaRanGAP2定位于细胞质；利用病毒诱导的基因沉默技术沉默TaRanGAP2基因表达，在接种叶锈菌后与未沉默植株相比，TaRanGAP2基因沉默植株叶片的单侵染点HR面积显著增大，HMC数量显著增多；结果说明TaRanGAP2基因在小麦抵抗叶锈菌侵染的寄主过敏性反应发生具有重要作用。

【目的】克隆小麦条锈菌产孢相关基因PsCon1,分析其在病菌不同发育时期的表达水平。【方法】利用RT-PCR和PCR技术克隆PsCon1的cDNA序列和基因组序列,采用生物信息学技术预测分析该基因的DNA序列结构及其编码蛋白的保守域等基本特性,运用实时荧光定量RT-PCR技术分析PsCon1在夏孢子,芽管以及不同侵染时间的表达水平。【结果】PsCon1由3个外显子和2个内含子构成,开放阅读框长为252bp,编码83个氨基酸;编码的蛋白PSCON1不含跨膜区,无信号肽,定位在细胞质,具有2个conidiation-specific protein6保守结构域。PsCon1与小麦秆锈菌核苷酸序列的...

为挖掘小麦锈菌侵染过程中发挥关键作用的植物细胞壁降解酶（Plant cell wall-degrading enzymes,PCWDEs）基因，通过生物信息学方法对小麦3种锈菌（叶锈菌、条锈菌和秆锈菌）基因组中的碳水化合物活性酶（Carbohydrate-active enzymes, CAZymes）进行预测分析，在此基础上对其中的PCWDEs基因家族进行全基因组范围的筛选鉴定，并利用qRT-PCR方法对叶锈菌PCWDEs家族成员在侵染过程中的转录水平进行了检测分析。结果表明：1）小麦叶锈菌、条锈菌和秆锈菌基因组分别编码355、322和345个CAZymes家族成员基因以及160、153和158个PCWDEs基因；小麦3种锈菌共含75个保守CAZymes基因亚家族和94个PCWDEs直系同源基因簇。2)16个叶锈菌特异性PCWDEs基因在亲和（Pt15-‘中国春’）/非亲和（Pt15-‘云麦34’）互作过程中均受到不同程度的诱导表达，但非亲和互作中在侵染更早期就已受到诱导上调表达。3）叶锈菌特异性PCWDEs基因簇中有4个PCWDEs被鉴定为类扩展蛋白，其在侵染过程中受到诱导表达，说明类扩展蛋白可能在降解纤维素突破侵染屏障中发挥重要作用。综上，在小麦3种锈菌全基因组范围鉴定了PCWDEs基因，初步明确部分基因在锈菌侵染过程中的表达模式，PCWDEs可能在小麦锈菌致病过程中发挥重要作用。

大麦受白粉菌侵染后，抗病品种和感病品种中草酸氧化酶ＲＮＡ转录物诱导表达，并伴随着酶活性的增加和蛋白质的积累。抗病品种Ｓｕｌｔａｎ－５在接种后２４ｈ酶活性开始明显增加，而感病品种在接种后３６ｈ才开始增加。接种４８ｈ后所有品种酶活性增加达到了高峰，酶活性大约为对照的４倍。ＳＤＳ－ＰＡＧＥ酶活性染色及Ｗｅｓｔｅｒｎ杂交表明受白粉菌侵染后酶活性上升，蛋白质积累增多。草酸氧化酶有２条活性带，分子量分别为９５ｋＤ和１００ｋＤ，用ＤＴＴ还原后只有１条大约２７ｋＤ的单带。用草酸氧化酶ｃＤＮＡ（ｐＨｖＯｘＯａ）探针作Ｎｏｒｔｈｅｒｎ杂交的结果表明：抗病品种和感病品种中草酸氧化酶ＲＮＡ转录物积累型不一致。接种４８...

采用活体注射法将不同浓度的钙信使阻断及激活药物注入小麦叶片,其中阻断药物注射后立即接种叶锈菌,研究了钙信使与小麦受叶锈菌侵染诱导的防卫反应的关系。结果表明,用Ca2+螯合剂EGTA除去或降低胞外Ca2+浓度,用Ca2+通道阻断剂Verapamil或La3+阻断胞外Ca2+进入胞质,都能部分地抑制叶锈菌诱导的防卫反应,即PAL,POD的活性升高和过敏性反应(HR)的发生。抑制程度随药物浓度升高而增高。注射Ca2+载体A23187能部分模拟叶锈菌侵染诱导的这3种防卫反应。说明叶锈菌侵染诱导的PAL,POD活性升高和HR的发生,需要胞外Ca2+进入胞内,Ca2+参与了叶锈菌侵染激活防卫反应的信号转导...

[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。

【目的】为研究蔷薇属植物响应黑斑病侵染的稳定表达的最适内参基因，解析茉莉酸在蔷薇属植物响应蔷薇盘二孢侵染过程中的作用。【方法】以黑斑病病原菌蔷薇盘二孢侵染的6个蔷薇属种/品种不同时间的离体叶片为材料，利用qRT-PCR技术及geNorm、NormFinder、BestKeeper软件对9个候选内参基因（ACT、GAPDH、PP2A、Rcl2、SAND、TIP、TUA、TUB、UBC）的表达量进行测定和分析，利用筛选出的内参基因，对蔷薇属植物茉莉酸（JA）抗病途径相关基因（COI1、OPR3、MYC2、JAR1）的表达水平进行定量分析。【结果】（1）UBC可作为6种蔷薇属植物共同适用的内参基因，可用于后续分析JA抗病途径相关基因的表达水平。（2）内源JA含量在6种蔷薇属植物响应蔷薇盘二孢侵染的过程中存在差异。在黑斑病高抗植物受侵染0～4 d间JA含量下调，4～8 d间上调。在黑斑病易感植物受侵染0～8 d间，内源JA含量呈下调趋势。（3）JA合成相关基因OPR3及JAR1表达量在受侵染初期表达量趋势存在差异。在除荷花蔷薇外的其余5种植物中，OPR3在侵染初期（0～0.5 d）表达下调，JAR1在侵染初期表达上调。OPR3和JAR1在侵染后期均表达上调，黑斑病易感材料的上调程度高于高抗材料。（4）JA信号传导相关基因COI1及MYC2在受侵染初期表达量趋势同样存在差异。COI1在黑斑病高抗材料受侵染初期上调表达，在黑斑病易感材料下调表达，MYC2在6种植物受侵染0～2 d中均下调表达。COI1及MYC2表达量在受侵染2 d后均上调表达，且在黑斑病易感植物中的上调程度大于黑斑病高抗材料。【结论】与JA信号传导相关的MYC2、COI1在蔷薇属植物抵御黑斑病病菌入侵过程中发挥负调控作用，且由JA通路介导的抵御死体营养型病原菌的侵染在后期发挥了作用。

【目的】β-1,3-葡聚糖酶是一种病程相关(pathogenesis-related,PR)蛋白,了解小麦TcLr35中β-1,3-葡聚糖酶基因在叶锈菌(Puccinia triticina)与TcLr35小麦互作体系中的表达模式,明确其与TcLr35小麦抗叶锈病相关性,进而探讨PR蛋白介导的小麦成株抗叶锈病的分子机理。【方法】在前期研究基础上,利用生物信息学方法分析已克隆β-1,3-葡聚糖酶类病程相关蛋白基因TaLr35PR2结构特征,利用半定量RT-PCR方法结合genetools和SPSS软件检测叶锈菌及信号分子诱导后不同时间点该基因表达量,并明确其在小麦根、茎和叶各生长器官及小麦不同生...

通过白斑综合征病毒(WSSV)感染实验,利用实时定量PCR技术研究了中国明对虾(Fenneropenaeus chinen-sis)应答病毒侵染后,已知的3种抗菌肽(对虾肽)在肝胰腺、肌肉、肠和鳃4种组织中的差异表达情况。结果显示,虽然3种抗菌肽表现出明显的组织表达特异性,即在不同组织中的表达趋势和表达丰富度存在明显的差异,但是就同一个组织而言,3种抗菌肽在1~120 h WSSV侵染区间内的表达趋势基本一致,在0 h(未侵染病毒)时,3种抗菌肽的表达量极低(为0);在6~24 h期间,检测到明显的表达量;48~120 h期间,3种抗菌肽的表达量总体呈现下降的趋势。这暗示3种抗菌肽在对虾机体内...

为探究IbWRKY7基因在甘薯响应蔓割病病原菌侵染过程中的表达模式，以高抗蔓割病品种‘鄂薯11’为供试材料，克隆到1个新的WRKY家族基因IbWRKY7，进行生物信息学分析；并对‘鄂薯11’和蔓割病敏感品种‘栗子香’在蔓割病病原菌侵染后IbWRKY7基因的表达模式进行分析。结果显示，IbWRKY7的CDS序列全长为945bp，编码314个氨基酸；推测其编码不稳定的亲水性蛋白，蛋白分子质量为33.92kU,pI 9.82，含有1个WRKY七肽保守序列和1个C2HC型锌指结构。IbWRKY7基因上游2 000bp的启动子区域内存在多种类型的顺式作用元件，如植物激素应答元件Myb、胁迫响应元件MYC和MYB等。多序列比对及系统进化树分析结果表明，IbWRKY7蛋白与日本牵牛花InWRKY7和三裂叶薯ItWRKY7亲缘关系最近。亚细胞定位预测显示IbWRKY7蛋白定位于细胞核。实时荧光定量PCR结果表明，与蔓割病病原菌侵染0h相比，侵染2、4、12、24、48、72、96和120h后，‘鄂薯11’的IbWRKY7基因表达量均显著提高（P