【目的】探究白粉病胁迫对青稞基因表达和染色质开放性的影响及青稞白粉病胁迫响应分子机制。【方法】对青稞白粉病高抗品种GND7和高感品种ZQ13进行白粉菌侵染和空白处理（利用水替代侵染），收集青稞叶片进行转录组测序和染色质开放性测序，筛选差异表达与差异开放性基因。【结果】ZQ13样本白粉菌侵染前后得到1647个差异基因，其中980个基因在侵染过程中上调表达，667个基因在侵染过程中下调表达。针对白粉菌侵染过程中染色质开放性研究发现，ZQ13样本侵染前后共获得7310个差异开放性区域，其中424个区域开放性上调，6886个区域开放性下调。GND7样本白粉菌侵染前后得到1119个差异基因，其中657个基因在侵染过程中上调表达，462个基因在侵染过程中下调表达。针对白粉菌侵染过程中染色质开放性研究发现，GND7侵染前后共获得2573个差异开放性区域，其中1343个区域开放性上调，1230个区域开放性上调。通过转录组和染色质开放性联合分析，筛选出AP2/ERF转录因子（HOVUSG2735700）、MYB1R1转录因子（HOVUSG4226000）等。【结论】青稞在白粉菌侵染过程中基因表达量与染色质开放性发生了较大变化，AP2/ERF转录因子（HOVUSG2735700）、MYB1R1转录因子（HOVUSG4226000）等可能在青稞响应白粉病胁迫中发挥了重要作用。

真核生物转录调控过程是大量的顺式调控元件与反式作用因子相互作用的结果.研究发现,这一调控过程与染色质核小体的动态定位相关,调控因子的结合需要裸露的无核小体的DNA区域,即开放的染色质位点.因此,高效精确地定位基因组上的开放染色质位点为成功地发掘基因组调控元件,乃至揭示基因表达调控机制提供了重要线索和有效手段.本文对开放染色质位点的定义、主要研究方法以及功能注释进行概述,希望对在基因组水平上调控元件的发掘,尤其是在植物中的应用提供借鉴.

以西瓜抗白粉病种质PI482246和感白粉病品种中信1号为亲本,建立了F2、BC1.1和BC1.2分离群体。从白粉病菌收集物中分离鉴定得到Px生理小种2 France,采用孢子悬浮喷雾法对各世代进行白粉病抗性苗期接种鉴定,并进行抗性遗传分析。试验结果表明,PI482246对Px生理小种2 France的抗性由一对不完全隐性单基因控制。

为探究花丝对干旱胁迫的分子响应，以安农591和先玉335为材料，设置土壤含水量为80%田间持水量(CK)和60%田间持水量(DS)的2个处理，在玉米花丝伸长速增期取样，进行转录组测序。通过对比2个品种干旱组和对照组的基因表达差异，明确玉米花丝响应干旱的关键通路和相关候选基因。结果表明：苯丙烷类生物合成途径(ko00940)和淀粉和蔗糖代谢途径(ko00500)为玉米花丝响应干旱的关键通路。在苯丙烷类生物合成途径通路中编码4-香豆酸-辅酶A连接酶(4CL)、肉桂酰辅酶A还原酶(CCR)、肉桂醇脱氢酶(CAD)和过氧化物酶(POD)的基因在干旱的玉米花丝中低表达。相关分析表明，编码4CL、CCR、CAD和POD的基因下调与木质素含量降低有关。在淀粉和蔗糖代谢途径中转化酶和蔗糖合酶基因在干旱的玉米花丝中低表达；相关分析表明，转化酶和蔗糖合酶基因下调与蔗糖代谢有关。综上所述，本研究确定了参与蔗糖和木质素代谢的关键基因和代谢物，木质素合成可能与玉米花丝耐旱相关，4CL、CCR、CAD和POD是木质素合成通路中玉米花丝耐旱的候选基因；此外，淀粉和蔗糖代谢途径可能与花丝伸长和花丝耐旱有关，转化酶和蔗糖合酶可能是调控花丝耐旱的关键酶。

明确来源于野生二粒小麦的抗白粉病基因PmAS846所在的染色体臂。采用端体和SSR标记对普通小麦种质N9134携带的PmAS846基因进行了遗传分析。中国春(Chinese Spring,CS)、CS5BL双端体系与N9134杂交F1高抗白粉病,CS/N9134的F2和CS5BL双端体系/N9134//CS BC1F1抗病植株和感病植株比例分别符合期望比例3∶1和1∶1。CS 5BL双端体系/N9134//CS BC1F1 64个植株的根尖染色体核型和白粉病抗性鉴定发现,12个植株在5B染色体着丝点和抗性基因间发生了交换。PmAS846的SSR标记Xgwm67在CS第五部分同源群的缺体-四体系...

白粉病是影响小麦生产的病害之一。小麦种质N95175对小麦白粉病免疫,为了定位它所携带的抗白粉病基因的染色体位置,对其苗期白粉病抗性进行了遗传分析。4个感白粉病普通小麦品种与N95175杂交,F1对白粉病均表现高抗,F2抗感分离比例均符合期望比例3 1;21个感白粉病普通小麦缺(单)体系与N95175杂交,F1对白粉病均表现高抗,F2白粉病抗感比例除阿勃6AN×N95175组合偏离期望比例3 1外,其余组合均符合期望比例3 1。结果表明,N95175苗期白粉病抗性由位于小麦6A染色体上的1对完全显性基因控制。

【目的】对斜卧青霉转录调控因子Hac1进行染色质免疫共沉淀(CHIP)试验,为其调控机制及生物学功能研究奠定基础。【方法】以斜卧青霉为材料,DTT诱导转录调控因子Hac1表达,用交联Buffer处理菌丝,使Hac1与靶基因交联,超声破碎染色质后,进行解交联染色体检验,研究不同交联时间(5,10,20,30,40min)、不同菌丝用量(10mL CHIP缓冲液中分别添加0.25,0.50,1.00,1.50g菌丝)及不同超声功率(15,20,25,30 W)、超声时间(1,3,5s)、超声间隔时间(10,2

CH5382是一个携带中间偃麦草抗性基因的隐形异源渐渗系,它兼抗白粉病和条锈病。为明确其抗性的遗传规律,用高感品种绵阳11、台长29和SY95-71杂交,将其F1、F2、F3家系及其亲本分别在太原温室(用白粉病E09菌系接种)和四川成都电子科技大学农场(用条锈病菌CYR32接种)进行了抗性基因的遗传分析。结果表明,F1对2种病害的抗性分别为免疫(0级),近免疫(0;级);F2分离群体中,白粉病抗感分离比例符合3R∶1S;条锈病的抗感分离比例也符合3R∶1S;F3家系的抗感分离比例均符合1R∶2Seg∶1S的理论比例。说明小偃麦渐渗系CH5382对白粉病和条锈病的抗性均受1对显性基因控制。

【目的】长链非编码RNA(lncRNAs)在动植物的各种生物过程中起着重要作用。青稞是青藏高原的主要粮食作物,对其胁迫诱导基因的研究不仅有助于了解胁迫耐受的分子机制,而且有助于利用基因工程培育胁迫耐受性品种。【方法】本文对2个青稞品种(0119盐碱高抗,0226盐碱敏感)幼苗分别进行盐碱胁迫和对照处理2、8、24、48和72 h后,提取植株叶片RNA进行全转录组测序(设置3个生物学重复),共获得60组RNA-seq数据。【结果】青稞基因组中含有大量的lncRNAs;总共鉴定出6704个lncRNAs,包括2741个基因间长链非编码RNA和1378个反义长链非编码转录本。比较盐碱处理组和对照组的基因表达水平,获得5个时间点的mRNAs和lncRNAs的差异表达基因集,但5个差异表达基因集合之间重叠较少,说明在盐碱胁迫的不同阶段,不同的mRNAs和lncRNAs参与了盐碱响应。研究发现,在24 h时0119和0226中差异表达基因的数目均降低,这可能与作物对刺激反应的两个阶段相关。根据基因的相对位置和表达相关性,预测了lncRNAs的顺式和反式靶基因;功能富集分析发现在0119品种中特异性差异表达的3118个(1303个上调和1815个下调)mRNAs和798个(346个上调和452个下调)lncRNAs可能与耐盐碱性有关,它们直接或间接参与"胁迫应答/刺激反应"、"离子运输"、"膜"和"植物激素信号转导"。为了验证利用RNA-Seq数据计算基因表达量的可靠性,挑选部分mRNA和lncRNA在8, 24和48 h盐碱胁迫的0119品种中进行RT-qPCR验证,结果表明RT-qPCR与RNA-seq的基因表达水平一致。【结论】本研究有助于进一步了解青稞盐碱耐受性的机制,提高青稞对盐碱胁迫的耐受性。

【目的】分析普通小麦-簇毛麦T5VS·5DL易位染色体对主要农艺性状、品质性状及白粉病抗性的遗传效应,了解T5VS·5DL易位染色体通过雌雄配子的传递情况,筛选便于育种利用的共显性分子标记,进一步明确T5VS·5DL易位系的高代回交品系在育种改良中的利用价值。【方法】分别以扬麦13、扬麦15为轮回亲本的高代T5VS·5DL易位系回交品系(BC4F4)及其分离群体(BC5F2)为材料,利用GISH及5VS特异分子标记对这些材料进行了鉴定;在大棚及大田2种环境下调查了这些材料的株高、穗长、小穗数、穗粒数、千粒重等主要农艺性状,并对这些材料的水溶剂保持力、碳酸钠溶剂保持力、蔗糖溶剂保持力、乳酸溶剂保...

【目的】通过对黄瓜白粉病抗性基因的精细定位,明确抗性基因的候选区段,为进一步克隆基因及解析基因功能奠定基础。【方法】本研究选用高抗白粉病资源(自交系‘74’)和感白粉病资源(自交系‘80’)配制杂交组合,构建F_1、F_2群体,利用单囊壳白粉菌鉴定亲本及群体白粉病抗性并进行遗传分析;采用BSA-seq的方法对黄瓜白粉病抗性基因进行初步定位,在此基础上在候选区段开发分子标记,进一步精细定位白粉病抗性基因。【结果】分离群体单株表型鉴定结果表明,自交系74的抗性是由不完全隐性基因控制的。BSA-seq技术初步将抗性基因定位于5号染色体15—25 Mb位置,命名为PM 74。最终,利用分子标记将抗性基因定位于SSR15321和SSR07531之间,遗传距离为3.06 c M,物理距离为238 444 bp,可解释41.95%的表型变异。生物信息学分析表明在候选区段内包含有17个候选基因,其中Cucsa.275630为TIR-NBS-LRR类基因。【结论】本研究将黄瓜白粉病抗性基因精细定位到约238 kb的候选区段内,区段内包含有一个TIR-NBS-LRR基因,该基因将是今后研究的重点候选基因。

MLO基因作为感病因子在调控寄主植物对白粉病的应答反应中发挥着重要作用。为明确苦瓜McMLO1基因在白粉病胁迫下的基因功能，以苦瓜自交系K24为材料对该基因进行了克隆、生物信息预测及表达分析。结果表明，McMLO1基因全长4 019 bp,包含15个外显子，其中CDS序列长为1 707 bp,编码568个氨基酸。ProtParam预测显示，McMLO1蛋白的分子质量为65.40 ku,理论等电点为9.36,属不稳定亲水蛋白，主要位于细胞膜上；McMLO1蛋白包含一个由477个氨基酸组成的MLO保守结构域，其二级结构主要由无规则卷曲和α-螺旋组成。氨基酸多重序列比对和系统进化分析表明，McMLO1与黄瓜MLO蛋白的同源性较高。qRT-PCR检测结果发现，McMLO1在叶片中的表达量显著高于根、茎、果实等组织。白粉病接种后，McMLO1基因的表达量显著提高，并在6 h达到峰值，推测该基因参与了苦瓜对白粉病侵染的早期应答反应。

为了探明我国玉米主要推广品种郑单958、先玉335花粒期高温胁迫下基因表达及代谢物差异,挖掘玉米响应高温胁迫的关键基因及代谢物,利用Illumina HiSeq~(TM) 2500高通量测序技术分别对郑单958、先玉335高温胁迫7,14 d的穗位叶及对照叶进行高通量转录组测序,利用广泛靶向代谢组测序技术对样品进行高通量代谢物测序。转录组测序共获得214.81 Gb干净序列。郑单958高温胁迫7 d后检测到49个差异表达基因,其中24个为上调基因。继续高温胁迫14 d共检测到306个差异表达基因,其中130个为上调基因。高温胁迫7 d与高温胁迫14 d对比组中检测到1 462个差异表达基因,其中647个为上调基因。先玉335高温胁迫7 d后共检测到381个差异表达基因,164个上调基因。继续高温胁迫14 d后共检测到299个差异表达基因,226个为上调基因。高温胁迫7 d与高温胁迫14 d对比组中共检测到2 481个差异表达基因,其中1 275个上调基因。在郑单958、先玉335高温胁迫7 d后对比组中检测到6 646个差异表达基因,其中3 253个上调基因。在郑单958、先玉335高温胁迫14 d对比组中检测到5 958个差异表达基因,其中3 110个上调基因。代谢物测序共检测到654个代谢物,郑单958高温胁迫7 d后共检测出28个差异代谢物,共注释到5个代谢通路中。高温胁迫14 d后共检测出54个差异代谢物,共注释到13个代谢通路中,其中9个差异代谢物呈上调表达。先玉335高温胁迫7 d后检测出98个差异代谢物,共注释到24个代谢通路中,其中43个差异代谢物呈上调表达。先玉335高温胁迫14 d后共检测出38个差异代谢物,共注释到13个代谢通路中,其中14个上调表达。郑单958高温胁迫7 d与先玉335高温胁迫7 d对比组共检测出144个差异代谢物,共注释到36个代谢通路中,其中81个差异代谢物呈上调表达。郑单958高温胁迫14 d与先玉335高温胁迫14 d对比组共检测出158个差异代谢物,共注释到40个代谢通路中,其中81个差异代谢物呈上调表达。

通过“广靶代谢组+转录组”联合分析方法，对Na Cl胁迫下胡麻(Linure usitatissmum)耐盐种质资源R40和敏感资源R24根部差异表达基因与差异积累代谢物进行共表达分析，以探明代谢物与关键基因的协同变化情况，阐明胡麻的耐盐代谢过程和变化规律，发掘胡麻中可能调控抗盐代谢途径的重要基因。共鉴定出具有显著差异的代谢物741个，其中下调409个，上调332个，鉴定出差异表达基因30 233条，其中上调15 827条，下调14 406条，有注释结果的转录因子13 015个。富集前十的代谢物几乎都有相对应的功能转录因子富集，如黄酮和黄酮醇的生物合成、苯丙素的生物合成、氨基糖和核苷酸糖的代谢、花青素生物合成、类黄酮生物合成等通路均有对应的转录因子参与其中。胡麻根部在盐胁迫下调控抗盐代谢途径的重要基因主要以参与调控糖类代谢为主，增强细胞的渗透压，从而有效降低盐碱胁迫的伤害；筛选出的8个候选基因与5个代谢物具有明显的相关性，每一个代谢物与一个或多个基因相关联，色氨酸–生长素通路发现，GH3基因是一种典型的与植物生长素原初反应相关的基因，在植物的抗逆防卫反应中起重要作用。