玉米瘤黑粉病是我国玉米产区的主要病害之一,明确抗、感瘤黑粉病玉米自交系苗期感染瘤黑粉菌后的组织细胞、可溶性糖及保护性酶差异,是深入解析瘤黑粉病发生规律的基础和前提。以感病玉米自交系掖478和抗病自交系齐319为材料,播种后25d对幼苗进行人工接种瘤黑粉菌FB1×FB2,利用激光共聚焦显微镜、体视显微镜、扫描电镜和透射电镜观察接菌0,2,4,8,12d的叶片组织细胞结构差异。结果表明:掖478接菌后,菌丝快速增殖,通过叶肉细胞逐渐向维管束鞘细胞侵染,致使维管束鞘细胞叶绿体肿胀,淀粉粒增多,花环结构被破坏,最终形成瘤状物;齐319接菌后,菌丝增殖受抑制,组织细胞结构完整清晰,线粒体数量显著增加。通过分析接菌后不同时间节点抗、感玉米自交系叶片的可溶性糖含量和保护性酶活性差异,发现掖478可溶性糖含量逐渐上升,接菌后12d含量最高,齐319可溶性糖含量先升高后降低;抗、感玉米自交系的超氧化物歧化酶(SOD)活性均呈先升高后降低趋势,过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均持续上升;且不同时间节点齐319保护性酶活性显著高于掖478。研究结果可为进一步揭示瘤黑粉病的侵染机制提供理论参考。

以前期研究中筛选得到的强毒菌株和弱毒菌株为试材,旨在探讨不同毒性玉米大斑病菌侵染对寄主多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)活性的影响。在确定了检测玉米PPO活性的最佳反应体系及最佳酶活测定时间的基础上,建立了快速准确测定PPO活性的方法;探讨了玉米大斑病菌强毒菌株YC和弱毒菌株01-23T侵染对寄主PPO活性的影响,结果发现,在优化的最佳试验条件下,弱毒菌株01-23T侵染对寄主防御酶PPO的影响与强毒菌株YC有很大不同,前者比后者更容易引发寄主防御反应,使寄主防御酶活性升高、抵抗力得以维持。为深入探讨玉米大斑病菌与玉米之间的相互作用奠定了基础。

【目的】以对玉米丝黑穗病高感的黄早四和抗病的Mo17自交系为材料,用丝轴黑粉菌进行接种,研究病菌对玉米的侵染率及扩展进程。【方法】采用丝黑穗病病原菌基因组特异引物的PCR技术,分别对幼苗期的根、叶和成熟期的根、茎、叶、雄穗生长锥DNA进行PCR扩增。【结果】特异引物的PCR技术不仅能够在早期准确鉴定玉米幼苗是否受到病菌的侵染,而且可以跟踪丝轴黑粉菌在体内扩展进程。【结论】玉米对丝黑穗病的抗性差异主要表现为抗侵染和抗扩展,抽穗期雄穗对病樱的形成不能表现出明显的抗性效应。

【目的】叶绿素是参与光合途径最为重要的光合色素。叶绿体的发育及叶绿素的合成在很大程度上依赖于质体基因组与核基因组之间的双向信号传导来精确协调基因表达。通过对白化表型的CRISPR/Cas9-ZmpTAC2转基因阳性纯合突变材料进行RNA-seq研究,筛选和鉴定参与叶绿素合成的相关基因,为明确叶绿素的合成途径奠定基础。【方法】以CRISPR/Cas9-ZmpTAC2玉米转基因编辑纯合突变株系为研究材料,使用透射电镜观察叶绿体超微结构和分光光度法测定叶片叶绿素含量,确定叶绿体发育状态及叶绿素合成情况。对转基因阴性材料(CK)和CRISPR/Cas9-ZmpTAC2转基因纯合编辑材料(zmptac2)苗期叶片取样进行转录组测序。通过生物信息学分析,寻找CK与zmptac2间差异表达的基因;qRT-PCR对差异表达基因进行验证。通过酵母双杂交筛选与玉米pTAC2互作的蛋白质。【结果】共获得15株T0转基因植株,包括绿色植株(7株)和白色植株(8株)。绿色幼苗中3株为转基因阴性材料,4株为转基因阳性(2株为未编辑,2株为杂合编辑突变),白色植株(8株)均为转基因阳性纯合编辑。与CK相比,突变体(zmptac2)叶绿体发异常,叶绿素含量显著降低。RNA-seq的结果显示,CK与zmptac2之间共检测到1 367个基因差异表达,其中618个基因上调表达(zmptac2/CK),749个基因下调表达(zmptac2/CK)。GO富集分析显示,下调基因显著富集到叶绿体和质体中。KEGG分析表明下调表达基因显著富集在苯丙氨酸代谢、酪氨酸代谢和异喹啉生物碱生物合成等途径。选取的15个差异基因表达模式均与测序数据相一致,表明测序结果是可靠的。与CK相比,zmptac2中依赖PEP(plastid-encoded RNA polymerase)转录的基因表达量显著降低,而依赖NEP(nuclear gene-encoded RNA polymerase)转录的基因表达量则显著上升。通过对玉米cDNA文库筛选和互作验证,鉴定出ZmpTAC3与ZmpTAC2存在互作。【结论】ZmpTAC2突变会导致叶绿体早期生物合成受阻,该基因参与叶绿体发育及叶绿素合成,且该种作用是由ZmpTAC2调控PEP相关基因表达而实现的。

【目的】探明葡萄白粉病侵染过程中病原与植物互作的关键时期。【方法】以抗白粉病的中国野生葡萄白河-35-1、感病欧洲葡萄品种佳丽酿及其F1代抗病株系6-12-4和感病株系6-12-2为材料,通过考马斯亮蓝G-250染色和解剖观察统计叶片的自然带菌率。采集田间白粉病发病葡萄叶片,人工接种试验叶片,于接种后0,1,3,5和7d分别采集接种叶片,制片后显微观察,研究白粉菌在葡萄叶片表面的生长和侵染过程。【结果】田间自然条件下和田间人工套袋隔离2周后,葡萄抗、感白粉病植株的新稍叶片均存在自然带菌现象,但抗病植株带菌率较低。人工压片接种后,菌丝和分生孢子成功附着在感病和抗病植株的叶片表面。随着接种后时间的...

【目的】建立玉米杂交种与亲本苗期叶片差异表达蛋白谱,探讨叶片大小杂种优势形成的分子机理。【方法】以玉米强优势杂交种Mo17/B73及其亲本发芽后第5天的第3片叶为材料,采用双向电泳技术(2-DE),结合MALDI TOF MS质谱技术,建立叶片细胞分裂和生长关键区域的差异表达蛋白质谱,并对差异表达蛋白进行质谱鉴定。【结果】在检测到的630个蛋白质点中,有52个蛋白质点在杂交种与亲本之间的表达差异达到显著水平,表现为单亲沉默(15个)、偏高亲(13个)、偏低亲(8个)、杂种上调(6个)、杂种下调(7个)和杂种特异表达模式(3个)。另外,还成功鉴定出了其中的28个差异表达蛋白质点,涉及到代谢、胁迫...

本研究以玉米骨干自交系18-599为材料,采用改良霍格兰氏营养液配方,去除铵离子,不同浓度硝酸盐作为限制因子,处理发芽后去胚乳的玉米幼苗。21 d后,测定根条数、根干重、茎叶干重、叶面积以及叶绿素含量等玉米生长发育指标,利用SPSS13.0进行统计分析。结果表明,根条数、根干重与硝酸盐浓度呈极显著负相关,相关系数分别为-0.926和-0.934;回归分析显示玉米骨干自交系18-599苗期生长发育的最佳NO3-浓度为9.6 mol/L,促进根系生长,促进茎叶生长、提高叶面积指数和叶绿素含量,有利于光合作用,积累产量形成所需的大量物质从而促进后期玉米的高产和稳产。

为明确外源Bt基因的导入对玉米抗病性的影响,本研究以转Bt基因玉米株系和其受体亲本郑58为材料,比较了接种丝黑穗病菌(Sphacelotheca reiliana(Kühn)Clint.)后转Bt基因玉米防御酶系统、激素水平及次生代谢的变化情况,探讨了转Bt基因玉米对病害抗性的相关生理机制。研究结果表明:接种丝黑穗病菌后,转Bt基因玉米在吐丝期的发病率达到24%,单穗总粒重较对照下降18%,百粒重下降12%,而郑58发病率为15%,产量与对照无显著差异。转Bt基因玉米的超氧化物歧化酶(SOD),过氧化物酶(POD),过氧化氢酶(CAT)等防御酶活性比郑58玉米在抵御病害侵染时表现的较弱,丙二醛...

为探究提高农杆菌侵染效率的最优制备方法,以玉米自交系‘B 104’为转化受体,分析比较YEP固体和液体培养基,AB液体培养基制备的农杆菌EHA 105(植物双元表达载体pCAMBIA 3301)瞬时侵染幼胚能力的差异。结果表明,AB液体培养基制备的农杆菌瞬时侵染率达到100%,染色面积超过30%的幼胚占比约为40%,显著高于YEP培养基制备的农杆菌(P<0.05);AB液体培养基侵染的幼胚产生胚性愈伤的比率为49%,显著高于YEP培养基制备的农杆菌(P<0.05);AB液体培养基侵染产生的转化苗阳性转化率显著高于YEP液体培养基的阳性转化率(P

【目的】了解53份玉米自交系的苗期耐旱性,挖掘耐旱玉米种质。【方法】采用幼苗叶片相对含水量、叶片保水力和叶片丙二醛含量,结合水分胁迫下的幼苗存活率,评价了53份玉米自交系的苗期耐旱性,筛选出耐旱系13份、中等耐旱系16份和旱敏感系24份。【结果】在水分胁迫下,耐旱系的叶片相对含水量较高、叶片保水力强、丙二醛含量低,胁迫解除后,植株能恢复生长。随着胁迫强度增大,旱敏感系的叶片保水力下降、叶片相对含水量和丙二醛含量迅速降低,复水后植株不能恢复生长。叶片相对含水量和保水力是玉米耐旱性的重要指标,可用于评价玉米自交系的苗期耐旱性。利用63对SSR引物分析了53份自交系的遗传多样性,共检测出245个等位...

为探究不同基因型玉米苗期铁效率的差异,以12个玉米自交系(Mo17、KUI3、CI7、Sc55、DE3、K22、8701、Zong3、BY815、Dan340、Zheng58和B77)为供试材料,用不同浓度的HEDTA-Fe3+(低铁为2μmol/L,对照为100μmol/L)处理;通过对苗期玉米植株株高、叶片数、干重、根冠比、叶绿素和微量元素等指标进行研究分析。结果表明:1)低铁胁迫下,各基因型玉米的株高、SPAD值、地上部生物量、根部生物量、以及总生物量均显著降低,D340、B77和CI7株高下降最多

以14个玉米自交系为材料,用不同浓度NaCl溶液模拟盐胁迫环境对其芽苗期耐盐性进行了鉴定。结果表明:玉米对盐胁迫非常敏感,不同盐浓度均对玉米芽苗期的发芽率、胚根长度、叶片相对含水量及净光合速率产生抑制作用;不同材料间耐盐性存在明显差异,各指标均能反映出不同材料的耐盐性;通过鉴定筛选,14个材料中,耐盐性极强的为XS98-28,耐盐性较强的为XSK5,耐盐性中等的为XSF,XS01-61,其余材料耐盐性均较弱。

【目的】研究甜橙(Citrus sinensis)在柑橘黄龙病菌(Candidatus Liberibacter asiaticus)侵染下不同时期糖代谢的变化,以探讨其与柑橘叶片中淀粉积累间的关系,为进一步阐明柑橘黄龙病的发病机理提供理论依据。【方法】以甜橙为供试材料,采用腹接接种病原的方法,试验组植株用感染黄龙病菌的芽条进行嫁接,对照组植株用健康芽条进行接种,每个植株均嫁接3个芽条。在检测到感病的植株中选取生长状况良好且接近的3株作为后续试验材料,每月采集1次成熟叶片,至10月份结束。采集的叶片立即抽提DNA和RNA,并进行可溶性糖及淀粉含量的测定,其余叶片用液氮速冻后保存于-80℃用于测...

本试验筛选出一株强致病力茶树刺盘孢菌株ＺＲＧ，并测定其侵染后对茶树叶片相对电导率，丙二醛（ＭＤＡ）含量，超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）、过氧化物酶（ＰＯＤ）、过氧化氢酶（ＣＡＴ）等抗氧化酶活性及其基因表达量的影响，探究茶树刺盘孢对茶树叶片生理特性的影响．结果表明：ＺＲＧ侵染４８ ｈ内，茶树叶片相对电导率明显增高；ＭＤＡ先是快速积累，含量上升，随后下降；ＰＯＤ、ＳＯＤ和ＣＡＴ活性都出现不同程度的上升，随后下降．ｑＲＴ－ＰＣＲ验证结果显示，ＰＯＤ、ＳＯＤ和ＣＡＴ相关基因的表达先上调后下降，三者相互协调配合，起到清除过剩自由基的作用．

对17个玉米自交系四个主要生育时期的叶片色素含量和比值、比叶重及其与光合速率关系的分析表明：（1）自交系间叶绿素含量和比叶重差异较大，比值chla／b和car／chl差异较小；（2）大喇叭口期之后主要叶片的叶绿素含量历经缓增和快速下降的过程，chla／b和car／chl相对稳定，仅分别在开花期和完熟期略有升高的趋势；（3）叶绿素含量与光合速率以及car／chl与叶绿素含量分别呈显著的正、负相关关系。在探讨光合速率和叶绿素含量关系的基础上将17个自交系分为6组。并对自交系的色素特点与高光合速率的关系进行了讨论。