【目的】b ZIP类转录因子参与植物的生长发育、激素信号、抗病性及抗逆性等多种生物胁迫过程。前期研究表明黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus,CMV)或烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)侵染本氏烟(Nicotiana benthamiana)上调内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERs)因子NbbZIP28;NbbZIP28沉默导致病毒积累量上升,本研究旨在验证NbbZIP28对病毒侵染胁迫的响应机制。【方法】通过CRISPR/Cas9基因编辑技术和烟草遗传转染创建NbbZIP28基因突变植株,以野生型植株为对照,分别浸润接种侵染性克隆TMV-GFP、摩擦接种TMV-GFP或CMV接种液,检测突变体植株对病毒侵染胁迫的敏感性变化,接种CMV后0—48 h,采用q RT-PCR检测内质网应激相关的未折叠蛋白反应(unfolded protein response,UPR)基因的表达。本氏烟接种TMV 24 h、接种CMV 48 h后,在接种叶上浸润融合蛋白NbbZIP28-GFP,瞬时表达48 h后,采用Western blot检测病毒诱导NbbZIP28蛋白的水解激活;采用在线搜索工具Plant CARE分析NbbZIP28启动子区域中参与防卫和应激反应的顺式作用元件。【结果】CRISPR/Cas9定点敲除NbbZIP28后,目的基因靶位点缺失了10个碱基,导致翻译错误、蛋白功能变化。在正常生长条件下,转基因阳性植株与野生型无显著的表型差异。植株接种TMV-GFP后4—8 d,突变体中的病毒浸润斑亮度或初侵染点数目均显著高于野生型,扩展至新叶的速度较快。接种CMV后12—48 h,突变体中UPR相关基因Bi P、PDI、CAM及NbbZIP28下游基因NF-YC2的表达量显著低于野生型;5—7 d突变体中的病毒外壳蛋白(coat protein,CP)基因表达量显著高于野生型,花叶及皱缩症状更显著。蛋白质序列比对分析显示NbbZIP28具有与拟南芥Atb ZIP28相同的S1P和S2P蛋白酶水解位点。Western blot检测发现,与接种清水对照相比,TMV或CMV侵染显著促进了全长的融合蛋白NbbZIP28-GFP在S1P和S2P位点发生裂解。NbbZIP28启动子序列中包含5个参与热应激反应的顺式作用元件(heat stress response element,HSE)、3个参与低温反应的顺式作用元件(low temperature response element,LTR)、1个参与防卫和应激反应的顺式作用元件(TC-rich repeats)。【结论】病毒侵染促进NbbZIP28的水解激活并上调相关的UPR基因;NbbZIP28敲除导致植株对病毒的敏感性上升,病毒诱导的UPR基因表达被抑制。NbbZIP28为病毒侵染胁迫下的UPR调控因子,在病毒侵染早期通过上调UPR信号和提高寄主基础防卫反应而延缓病毒的侵染和增殖。

【目的】强光胁迫能够抑制植物光合作用，严重时造成光合器官破坏，影响作物生长和产量。以Ｔ－ＤＮＡ插入突变体为材料，研究水稻ＡＢＣ１（ＡＣＴｉｖｉＴｙ ｏｆ ＢＣ１ Ｃｏｍｐｌｅｘ）激酶基因ｏｓ ＡＢＣ１Ｋ３响应强光胁迫的生理功能。【方法】根据水稻基因组注释数据库预测的ｏｓ ＡＢＣ１Ｋ３不同转录本共有序列设计引物，采用３′ＲＡＣｅ对ｏｓ ＡＢＣ１Ｋ３可变剪接进行验证；从水稻Ｔ－ＤＮＡ插入序列数据库中获得该基因的Ｔ－ＤＮＡ插入突变体ｏｓＡＢＣ１Ｋ３，通过加代繁殖和ｐＣＲ检测取得纯合突变体，调查突变体株高、结实率、种子大小等农艺性状，采用ＡＲＮｏＮ法测定叶片色素含量，利用ｌｉ－６４００便携式光合测定系．．．

利用盆栽方法,研究了盐碱胁迫条件下水稻耐碱突变体(ACR78)灌浆期的耐盐碱生理特性,并与野生型(农大10号)进行了比较分析。结果表明,盐碱胁迫下ACR78体内积累了大量可溶性糖(根部除外),质膜透性受损较轻,但脯氨酸含量变化不大;在盐碱胁迫下ACR78的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素以及水分利用效率(WUE)均高于野生型,而蒸腾速率(Tr)低于野生型。说明ACR78突变体耐盐碱性优于野生型具有一定的生理基础。

在人工模拟水分胁迫情况下,对抗旱性不同的3个绿豆突变体即172-3(高抗)、159-1(中抗)、145-1(弱抗)和原材料中绿2号(不抗)在不同生育期不同程度水分胁迫下的抗旱生理响应进行了研究,旨在探明其不同的抗性机理。研究发现:随着水分胁迫的加剧,抗旱性强的突变体叶绿素含量减小幅度小,SOD活性、POD活性和NR活性明显高于抗性低的品种,表明水分胁迫对这些生理特性的影响程度与绿豆的抗旱性有关。

【目的】明确辣椒脉斑驳病毒（Chilli veinal mottle virus，ChiVMV）在贵州烟草上的发生情况及其与我国其他省份不同ChiVMV株系之间的遗传进化关系，为制定科学合理的防控措施提供依据。【方法】从贵州省贵阳、遵义、安顺和铜仁的烟田采集表现叶片斑驳、皱缩、坏死和花叶等症状的疑似病毒侵染的烟叶样品80份。采用RT-PCR法，设计多种病毒引物对所采集的样品进行检测，对检测出的ChiVMV进一步进行PCR分段扩增以获得贵州烟草ChiVMV的全基因组序列，基于NCBI已公布的所有ChiVMV基因组序列进行序列一致性分析并构建系统发育进化树以研究贵州ChiVMV烟草分离株的遗传进化关系。【结果】RT-PCR检测结果显示，ChiVMV在贵州烟区检出率为37.50%，烟草普通花叶病毒（Tobacco mosaic virus，TMV）检出率为48.75%，马铃薯Y病毒（Potato virus Y，PVY）的检出率为35.00%，黄瓜花叶病毒（Cucumber mosaic virus，CMV）检出率仅8.75%；检测出4种复合侵染类型TMV＋PVY、PVY＋ChiVMV、PVY＋CMV和ChiVMV＋PVY＋TMV，检出率分别为26.25%、6.25%、10.00%和3.75%。PCR分段扩增获得贵州省烟草分离株ChiVMV-GZ（GenBank：OP589298），其与来自四川的番茄分离株（No：KC711055）和四川烟草分离株（No：MK405594）具有较高的序列一致性（98.70%和98.50%）；构建系统发育进化树发现其与来自四川和云南的ChiVMV株系聚为一支。【结论】辣椒脉斑驳病毒在贵州烟草上的为害已日趋严重，应当引起足够重视，本研究在贵州烟草上分离获得分离株ChiVMV-GZ并扩增获得该病毒全基因组；基于遗传进化分析发现，ChiVMV-GZ与来自四川和云南的ChiVMV株系间的亲缘关系最近。

为了深入研究乙烯在植物抵抗逆境胁迫中的作用，以烟草为模式植物，利用幼苗对外源乙烯的＂三重反应＂，筛选得到了４０多个乙烯不敏感突变体，其中多数突变体具有较强的抗冷性；从中选取４个突变体株系，对它们耐受低温胁迫的生理基础和作用机理进行了分析。结果表明，低温（０℃）胁迫下，烟草乙烯不敏感突变体的电解质渗透率显著低于野生型，而抗氧化酶活性（ＰＯＤ、ＳＯＤ）以及过氧化氢酶（ＣＡＴ）活性都高于野生型，说明突变体具有抵抗低温胁迫的优势生理基础。进一步研究发现，低温（０℃）胁迫下，烟草突变体中冷诱导基因ＮＴ ＣＢＦＳ和ＮＴ ＣＯＲ４７呈现高水平表达，乙烯信号传导途径中下游基因ＥＲＦＳ的表达也发生显著变化。这些．．．

【目的】马铃薯Y病毒(Potato virus Y,PVY)是危害烟草、马铃薯、番茄、辣椒等主要农作物的重要病毒,给农业生产带来巨大损失。论文旨在克隆Hsc70-2蛋白在本氏烟(Nicotiana benthamiana)中的基因序列并分析其生物学信息,研究NbHsc70-2蛋白对PVY侵染烟草的影响,为进一步解析PVY的侵染机制提供理论依据。【方法】以本氏烟为材料,克隆NbHsc70-2蛋白的基因编码序列(coding sequence,CDS),利用MEGA 6.0进行多序列比对并构建系统进化树;利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析NbHsc70-2在本氏烟各组织中的表达水平;采用在线软件BaCeILo和SignalP 4.0对NbHsc70-2进行生物信息学分析;构建NbHsc70-2-RFP融合蛋白确定该蛋白的亚细胞定位;研究PVY处理对本氏烟叶片中NbHsc70-2的影响;利用激光共聚焦观察PVY-GFP处理对NbHsc70-2-RFP定位的影响;构建NbHsc70-2 VIGS沉默体系及瞬时表达载体,采用qRT-PCR比较NbHsc70-2在沉默/过表达后对PVY表达的影响。【结果】NbHsc70-2编码649个氨基酸,系统进化树分析表明,NbHsc70-2与普通烟NaHsc70-2序列相似性最高,亲缘关系最近,属于热激蛋白家族,C端具有热激蛋白家族的高度保守基序结构;qRT-PCR分析表明,NbHsc70-2在叶中表达量最高,在根和茎中的表达量较低;BaCeILo预测及激光共聚焦显微镜观察均显示NbHsc70-2定位在细胞质中,并且PVY-GFP侵染本氏烟后NbHsc70-2-RFP部分转移至细胞核,与PVY-GFP共定位在细胞质及细胞核中;将NbHsc70-2基因沉默载体pTRV::NbHsc70-2导入本氏烟中7 d后相比于对照组,沉默组出现心叶皱缩及矮化现象;接种PVY-GFP 7 d后通过手持紫外灯观察到沉默组中无明显绿色荧光出现,而对照组中PVY-GFP系统侵染使得非接种叶片呈现荧光现象,沉默组荧光点数约为对照组28%;接种PVY后,利用qRT-PCR检测沉默NbHsc70-2后1、3、5 d的PVY CP基因积累量,结果表明沉默NbHsc70-2后PVY CP基因积累量下降,其中3 d和5 d与对照相比差异显著,基因表达水平分别为对照的14%和0.004%;将NbHsc70-2过表达载体pEarleyGate100::GWC::NbHsc70-2与PVY同时导入本氏烟后,结果表明相比于对照组,过表达组48 h和72 h其PVY CP基因积累量显著上升,基因表达水平分别为对照组的2.31、2.56倍。【结论】PVY侵染会引起NbHsc70-2表达量上升;NbHsc70-2是PVY侵染本氏烟重要的组成成分,沉默该基因显著抑制PVY的表达,过表达NbHsc70-2则显著提高PVY的表达,即NbHsc70-2的表达水平与PVY复制呈正相关,NbHsc70-2蛋白促进PVY对烟草的侵染。

检验小麦耐水分胁迫突变体对渗透胁迫环境的耐受能力并对其生理生化及分子特性进行研究。测定突变体愈伤组织在甘露醇,NaCl和聚乙二醇(PEG-6000)模拟的渗透胁迫下的相对生长量及其在20%甘露醇胁迫下游离脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量等生理生化指标,并进一步检测了突变体再生苗的K+/Na+含量及可溶性蛋白质组成和基因组DNA RAPD多态性等生化和分子特征。突变细胞系可以在对照不能生长的20%甘露醇、1.5%NaCl和20%PEG-6000胁迫条件下,分别表现出14.5%,12.8%,41.8%的相对生长量;在20%甘露醇胁迫条件下突变细胞系游离脯氨酸积累量为对照的80%,可溶性糖积...

CRISPR/Cas9系统可对植物的内源基因进行有效定点编辑,为作物的遗传育种提供了新的方向。以感病水稻品种丽江为材料,抗病基因OsCOL9为靶基因,探索该系统对水稻内源基因定点编辑效率以及获得有研究意义的突变体。OsCOL9基因CDS序列全长1 266 bp,编码一个422 aa蛋白,分子量大小约为45.6 k Da,蛋白质结构的N端含有B-box结构域,C端含有CCT(CONSTANS、CONSTANS-Like、TOC1)结构域。设计4个长20 nt的guide RNAs(gRNAs)靶点,靶向编辑

【目的】构建农杆菌介导的黄瓜花叶病毒(CMV)侵染性克隆,测试缺失CMV 2b基因后的侵染表型。【方法】首先将pHST40上的1x35S-MCS-HDVRZ-NOS转移到中间载体pBluescript SK Ⅱ上,用pRTL2上的2x35S替换中间载体上的1x35S增强子序列,然后将2x35S-MCS-HDVRZ-NOS转移到微型植物表达载体pCB301,构建适用于病毒侵染性克隆和农杆菌浸润的植物表达载体,在此基础上将CMV Fny株系的全长cDNA基因组构建到该植物表达载体的2x35S启动子和HDV核酶之间,通过农杆菌浸润在本氏烟中瞬时表达产生具有侵染活性的CMV基因组RNA,进一步缺失2b...

【目的】赤霉病是危害大麦、小麦生产的世界性病害,研究病原菌的致病过程对于病害的控制有重要意义。【方法】本研究利用绿色荧光蛋白(GFP)标记的禾谷镰刀菌回复突变体以单花滴注方法进行人工接种研究不同突变体的致病力差异及其在小麦穗部的侵染过程。【结果】269株回复突变体的致病力存在明显分化。接种6d后,致病力明显降低的突变体,只有接种小穗发病,致病力明显增强的突变体,病症可扩展至5个小穗。GFP荧光信号检测表明,弱致病突变体在接种后仅在接种小穗内生长、延伸,并终止于小穗基部的致密组织处。而强致病力突变体在接种小穗内生长2d后,即能够通过小穗基部的致密组织到达小麦穗轴,并沿着穗轴内部微管束组织和皮层组...

烟草花叶病毒在烟草种植上为害严重。在烟草育苗前期,对育苗基质、水源、漂盘残根、育苗棚周围植物及烟草种植区病株残体、土壤用烟草花叶病毒TAS-ELISA试剂盒检测。结果表明,在水源、漂盘残根、烟草种植区病株残体、土壤中均可检测到烟草花叶病毒,在育苗棚周边8个科的14种植物中检测到烟草花叶病毒,此类毒源可能成为苗期烟草花叶病发生蔓延的初侵染源。

对侵染云南烟草的粉虱传双生病毒致病性相关分子DNAβ进行PCR扩增和克隆。对9份采自不同时间和地区的样品中的DNAβ分子的全基因组序列分析发现,9个DNAβ都具有典型双生病毒DNAβ卫星分子的基因组结构特征:在互补链上编码1个大小约为118个氨基酸的βC1蛋白,含有1个卫星分子保守区(Satellite conserved region,SCR)和1个A富含区。核苷酸同源性分析显示,9个分离物的DNAβ分子中,7个分离物的DNAβ属于TYLCCNV伴随的DNAβ分子,1个属于MYVYNV伴随的DNAβ分子,2个属于TYLCTHV伴随的DNAβ分子,1个属于TbCSV伴随的DNAβ分子。系统进化...

本试验用天然抗病毒剂VA作诱导因子 ,抗病品种枯斑三生烟 (NicotianatabacumL SamSunNN)和感病品种三生烟 (NicotianatabacumL SamSun)经VA诱导处理后 (清水作对照 )接种TMV。结果表明 ,VA可局部和系统地诱导烟草叶片对TMV产生抗性 ,其枯斑抑制率可达 4 0 %～ 6 0 % ,枯斑直径比对照减少 30 %～ 5 0 % ,且在抗病品种SamSunNN中 ,VA +TMV处理明显增加了PR蛋白的含量 ,在不接种情况下VA诱导的烟草叶片中PR蛋白表现很弱。在感病品种SamSun烟中 ,VA不能诱导PR蛋白产生。说明VA诱导PR蛋白含量的增...

在接种赤星病菌的双层培养基上,成功地从高感赤星病烟草品种NC89的花药中诱导出突变体苗.对这些突变体苗进行离体抗病性鉴定结果,有70%的植株不同程度地表现出对赤星病抗性,部分表现高度抗性.