【目的】构建小麦与条锈菌亲和互作的差减文库,分离条锈菌侵染小麦过程中的差异表达基因。【方法】以小麦品种水源11和条锈菌相应毒性小种CY31号为材料,构建条锈菌侵染阶段的SSH-cDNA文库,挑选250个阳性克隆测序并进行生物信息学分析。【结果】聚类后得到149条非冗余EST(unigene)。经BlastX比对和功能分类分析,其中50条unigene(33.6%)未找到同源性匹配,25条(16.8%)与未知功能蛋白同源性较高;其余74条功能已知的unigene中,与初级代谢、能量相关的基因分别有13条和10个,占8.7%和6.7%,感病及防御相关的基因有6个约占4.0%;此外,获得两个与病原菌...

【目的】了解小麦受条锈菌诱导后的基因表达情况,从分子水平揭示寄主与病原菌非亲和互作机理。【方法】以小麦品种水源11和条锈菌CY23号小种组成的非亲和组合为材料,利用SMART技术构建条锈菌诱导的小麦叶片cDNA文库。随机挑取克隆测序,对其中获得的507条高质量表达序列标签(EST)进行生物信息学分析。【结果】得到原始文库的滴度为1.2×106pfu·ml-1,扩增文库滴度2×109pfu·ml-1,重组率97%,插入片段大小为0.4～3kb。对获得的237个非重复序列进行BLAST分析,已知功能基因大部分与能量代谢、蛋白质合成修饰及加工、转运、信号转导、防卫反应等相关。【结论】该cDNA文库质...

【目的】建立小麦叶锈菌与小麦非亲和互作的基因表达数据库,为从分子水平阐明小麦抗叶锈病机制奠定基础。【方法】对叶锈菌诱导的TcLr19小麦叶片cDNA文库随机测序,利用BLASTx对所得序列进行功能注释,按照Bevan的植物基因功能分类标准进行分类。采用RT-PCR技术,以Actin为参照,对2条信号转导相关基因和3条抗病与防御相关基因进行表达分析。【结果】随机对cDNA文库中756个阳性克隆测序,获得649条高质量EST。对EST序列聚类拼接获得472条非重复序列(Unisequence)。功能分类结果表明,25.2%为未知功能蛋白,21.0%与能量代谢基因相关,17.8%与抗病防御基因及信号...

【目的】研究叶锈菌诱导小麦叶片的基因表达情况,从分子水平阐明小麦的抗病机制。【方法】以小麦抗叶锈病近等基因系TcLr41为材料,利用抑制差减杂交技术,构建叶锈菌诱导的小麦叶片cDNA文库,随机挑取文库中的阳性克隆测序,并对测序结果进行功能注释和分类。【结果】成功构建了叶锈菌诱导的小麦叶片抑制差减杂交文库,共获得3 456个阳性克隆。挑取165个阳性克隆进行测序,获得160条高质量EST。对EST序列进行聚类后,共获得107条非重复序列(Unigene),与GenBank进行BLASTx和BLASTn同源比对,其中70条非重复序列与已知基因同源性很高,占全部非重复序列的65.4%。已知功能的ES...

利用化学显微技术和生物电镜技术,系统地研究了小麦秆锈菌在感病寄主上发育过程的组织学及超微结构特征。结果表明:小麦秆锈菌的发育过程可分为几个明显的阶段:孢子萌发和芽管形成,附着胞的形成和气孔下囊的分化,初生侵染菌丝和次生侵染菌丝的形成和生长,吸器母细胞和吸器的形成,夏孢子床和夏孢子堆的产生。小麦秆锈菌菌丝沿着细胞壁生长和蔓延,菌丝顶端细胞原生质稠密,代谢旺盛;吸器母细胞形成在细胞壁周围,吸器产生在细胞里面,呈指状,吸器外围和细胞膜区域有吸器外间质的存在。小麦秆锈菌发育早期,小麦细胞一直保持正常;而在发育后期,小麦细胞发生了质壁分离,叶绿体片层受到破坏。

【目的】明确近年来我国小麦条锈菌主要小种及流行菌系的分子遗传关系。【方法】利用AFLP技术,对我国近年来小麦条锈菌(Puccinia striiformisf.sp.tritici)的主要流行菌系,特别是水源11类群进行了DNA指纹分析,并与毒性分析结果进行了比较。【结果】(1)小麦条锈菌流行菌系之间,无论是毒性特征还是DNA指纹特征,均存在丰富的遗传变异,但二者并不相关;(2)AFLP聚类分析显示,水源11类群的不同类型之间并没有很近的亲缘关系,其在遗传上不属于同一个来源。【结论】新出现的致病类型很可能由较近的共同起源菌系进化而来;AFLP技术非常适合于小麦条锈菌的遗传分析,能客观揭示小种(...

首次使用甲基化敏感扩增多态性(MSAP)技术分析两种小麦材料近等基因系TcLr19及其感病亲本Thatcher的甲基化水平,同时比较了苗期接种叶锈菌生理品种THTT前后基因组DNA胞嘧啶甲基化模式。60对选扩引物对接种前后的小麦DNA进行全基因组筛选,共得到3 554个片段。其中998个片段是两种甲基化模式中的一种,小麦近等基因系TcLr19及其感病亲本Thatcher的甲基化水平约为28.1%。在所有的引物中,并没有直接分离得到接菌前后的甲基化模式的差异。结果初步表明,叶锈菌可能并没有诱导植物基因组DNA胞嘧啶位点的甲基化模式变化。

本文论述了１９９０～１９９４年，四川小麦条锈菌生理小种组成及变异动态。５年来从全省小麦主产区和小麦条锈病常发区的９１个县（市），从７５个小麦品种（系）和２００余个杂交后代材料上收集２０１８份夏孢子标样，鉴定和重复鉴定了５０３份标样。鉴定出主要生理小种有条中１７号、１９号、２５号、２９号、３０号和３１号等１１个；生理类型有洛１０Ⅱ—Ⅴ、洛１３Ⅱ—Ⅻ、８８－１、８８—２等２０个；变异类型１０个。新发现的条中３０和３１号，将直接影响我省当前生产上推广的小麦品种的抗锈性变异

【目的】克隆受条锈菌诱导的小麦OZR,研究其在小麦抗条锈病防御反应及非生物胁迫过程中的作用。【方法】通过电子克隆及RT-PCR方法,从条锈菌侵染的小麦水源11中分离出1个编码OZR的cDNA序列。利用生物信息学对cDNA序列及其编码的蛋白序列进行分析;采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析该基因在小麦与条锈菌互作、外源激素处理以及非生物胁迫下的诱导表达情况。【结果】获得小麦OZR,命名为TaOZR。其ORF长240 bp,编码79个氨基酸;蛋白序列理论分子量8.67 kD,等电点9.34;具有信号肽和跨膜区,可能为分泌蛋白;与水稻OZR相似性达76%;TaOZR受条锈菌诱导后在亲和互作中...

为探究转录因子TaMADS2在小麦抗叶锈病中的功能，以TaMADS2基因在亲和/非亲和小麦与叶锈菌互作过程中上调表达，且在非亲和组合中上调表达时期较亲和组合更早为依据，利用BSMV-VIGS技术沉默‘中国春’‘郑麦9023’中TaMADS2基因表达，观察TaMADS2沉默植株的表型以及病程相关基因的转录水平变化。结果表明：在接种叶锈菌后，TaMADS2基因沉默植株较对照相比叶锈菌感染加重，单侵染点处活性氧积累面积减小，菌丝长度增加，发病面积增大，促进了病原菌的生长，减弱了植物的抗性反应；通过qRT-PCR分析发现在叶锈菌侵染早期，病程相关基因TaPR1和TaPR2的表达水平下调。综上，TaMADS2基因可能通过调控抗病相关基因的表达正向调控小麦对叶锈菌的抗性。

【背景】条锈病是小麦上的重大病害，由条形柄锈菌小麦专化型（Puccinia striiformis f. sp. tritici,Pst）侵染引起。条锈菌是活体营养型寄生真菌，在侵染过程中形成吸器，通过吸器从寄主植物汲取营养。同时，吸器分泌效应蛋白调控寄主免疫，促进侵染过程。【目的】明确条锈菌效应蛋白的功能及其作用机理，为揭示条锈菌的致病机制打下基础。【方法】比较分析条锈菌夏孢子、芽管和吸器转录组，获得在吸器诱导表达的分泌蛋白基因Hasp83，在本氏烟叶片细胞中瞬时表达观察是否能抑制由BAX引起的细胞坏死；利用qRT-PCR分析该基因在条锈菌侵染小麦不同阶段的表达水平。借助荧光假单胞菌Ⅲ型分泌系统和寄主诱导的基因沉默（host-induced gene silencing,HIGS）分析Hasp83在条锈菌侵染过程中的功能。利用酵母双杂交系统筛选小麦中与Hasp83互作的蛋白，免疫共沉淀技术进一步在烟草细胞中共表达验证Hasp83及其候选靶标蛋白的互作。【结果】Hasp83开放阅读框全长522 bp，编码173个氨基酸，蛋白N端1—29位氨基酸为信号肽，无保守结构域，在本氏烟叶片细胞中瞬时表达能抑制由BAX引起的细胞坏死。qRT-PCR分析显示，Hasp83在条锈菌侵染时期上调表达；利用细菌Ⅲ型分泌系统在小麦水源11品种中瞬时表达Hasp83能够抑制荧光假单胞菌引起的胼胝质积累，在接种条锈菌无毒性小种CYR23后，瞬时表达Hasp83株系产生的活性氧积累面积和过敏性坏死面积相比对照减少19.35%—38.62%；利用HIGS技术在接种条锈菌毒性小种CYR31的小麦水源11中沉默Hasp83，发现条锈菌的产孢量、菌丝长度、菌丝扩展面积和吸器数目减少，致病力降低。酵母双杂交结果表明，效应蛋白Hasp83与其小麦中候选靶标过敏性坏死诱导蛋白Tahir1互作。免疫共沉淀进一步证明Hasp83及其候选靶标Tahir1存在互作。【结论】条锈菌效应蛋白Hasp83可抑制寄主由非致病细菌和无毒性条锈菌生理小种引起的小麦防卫反应，增强病原菌的致病力。

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】培育和广泛应用抗病小麦品种是防治条锈病最经济有效和环境友好的措施。由于条锈菌（Puccinia striiformis f. sp. tritici,Pst）群体中毒性变异频繁，发生新生理小种常导致主栽品种抗病性‘丧失’，引发条锈病大规模流行，严重威胁我国主粮安全供给。本研究通过监测和评价已知抗条锈病基因对我国目前主要条锈菌生理小种的抗性情况及变化，为抗条锈病基因的合理应用提供依据。【方法】在温室内，分别用小麦条锈菌强毒性流行生理小种CYR32、CYR33、CYR34和弱毒性生理小种CYR17对103份抗条锈病基因载体品系接种，鉴定苗期抗病性；在条锈病常发区域四川郫都区和甘肃清水县设置鉴定圃，田间人工接种条锈菌CYR32、CYR33和CYR34小种的混合菌株，在湖北襄阳鉴定圃自然接种气传菌源，鉴定抗病基因载体品系的成株抗病性。按照0—4级侵染型分级标准调查抗病基因载体品系苗期和成株期抗条锈病表型级别。【结果】在86份全生育期抗病基因载体品系中，仅含有Yr5、Yr15和Yr45的载体品系全生育期高抗生理小种CYR32、CYR33和CYR34，其他品系苗期均‘丧失’了对条锈菌3个高毒性小种的抗病性，但其中30个品系如CN19(Yr41)、AUS 28183(Yr47)和CH223(Yr50)保留了成株期对条锈病的抗性。在14份成株抗性类型的载体品系中，Yeoman(Yr13)、RL 6077(Yr46)、PI 183527(Yr52)、Louise(Qyrlo.Wpg-2BS)、RIL 65(Yr36)、PI 178759(Yr59)和PI 192252(Yr62)中抗至高抗条锈病；成株期具有2个（S112）或3个（S113）温敏微效基因载体品系中抗条锈病，而仅含一个微效基因的载体品系S111中感条锈病。【结论】在所鉴定的具有单个或多个全生育期抗条锈病基因的品系中，仅有Yr5、Yr15和Yr45对当前主要流行小种具有全生育期抗性，但其中34.9%全生育期抗性类型品系仍保留了成株期抗锈性；小麦成株抗条锈病基因和全生育期抗病基因组合能提供较稳定持久的抗锈性。

　对小麦条锈菌基因组DNA分离的氯化苄法和CTAB/SDS法进行了比较分析,认为后者无降解,质量高,可用于RAPD分析。试验对小麦条锈菌RAPD反应条件进行了优化,建立了标准化的小麦条锈菌RAPD反应体系,即10×ReactionBuffer2.5μL,MgCl22mmol/L,dNTPs0.15mmol/L,模板DNA40ng,引物10ng,Taq1U,ddH2O15.76μL。

对2000~2003年陕西省小麦条锈菌群体结构动态研究结果表明,2000年条中31号居各小种及类型首位,出现频率为22.36%,出现频率随后呈逐年下降趋势。2001~2003年条中32号出现频率均居第一位,出现频率分别为46.78%,66.23%,46.34%,分布范围广,致病性强,是造成陕西省小麦条锈病发生流行的主要优势小种;其次为水源11 14,水源11-4.分别居第二、三位。条中18,19,22,23,25,26,27,28号小种出现频率均较低,而且有逐年下降趋势。毒力频率分析表明,Yr9,Yr3b+4b,Yrsu等抗性基因已经失效。新育成小麦品种(系)对条中31号,32号,水源11 1...