【目的】菌核病是由核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)引起的一类真菌病害,核盘菌寄主范围广泛,严重危害多种作物的品质。本研究利用寄主诱导基因沉默(HIGS)的方法在寄主中诱导核盘菌致病相关基因的沉默从而增强寄主的菌核病抗性,为菌核病抗病育种提供新的思路。【方法】铜锌超氧化物歧化酶是一种重要的抗氧化剂,以核盘菌铜锌超氧化物歧化酶铜伴侣基因(copper chaperone for copper/zinc superoxide dismutase,SsCCS)为靶基因,通过生物信息学分析该基因的结构特点,并利用MEGA6.0软件构建系统发育树;通过分别比对拟南芥及核盘菌基因组,选择特异的干扰片段进行扩增;采用农杆菌介导的浸花序法,将HIGS载体转入拟南芥Col-0,通过DNA鉴定以及标记筛选出稳定的HIGS-CCS转基因拟南芥;选取4—5周龄的HIGS-CCS转基因拟南芥植株叶片接种核盘菌野生菌株1980,于接种24 h后统计病斑面积,分析转基因株系的菌核病抗性;通过qRT-PCR分析核盘菌侵染转基因植株过程中SsCCS的表达情况;同时在接种6、12、24 h后利用DAB染色的方法检测转基因植株与核盘菌互作过程中H2O2的积累。【结果】生物信息学分析结果表明,SsCCS(SS1G_00102)全长为1 010 bp,编码序列长759 bp,共编码253个氨基酸,该蛋白分子质量为27 176.96 Da,等电点(PI)为5.04,与灰霉病菌BcCCS(EDN25358)亲缘关系最近,氨基酸同源性达到87%,与拟南芥AtCCS(AT1G12520.1)亲缘关系较远;通过与核盘菌以及拟南芥基因组比对,选择314 bp特异干扰片段,成功构建SsCCS的HIGS表达载体,转化拟南芥。T1及T2代转基因拟南芥接种核盘菌24 h后的病斑面积均小于野生型拟南芥。从T2代中获得3个稳定表达的T3代HIGS-CCS转基因拟南芥株系:HIGS-CCS-5、HIGS-CCS-8、HIGS-CCS-13;与野生型拟南芥相比,转基因拟南芥在接种核盘菌24 h后,病斑面积显著减小46%—61%;qRT-PCR结果显示核盘菌在侵染转基因植株过程中,SsCCS的表达量显著低于侵染野生型拟南芥。DAB染色结果表明,在侵染过程中,转基因拟南芥植株中H2O2的积累明显少于野生型拟南芥,ROS水平降低。【结论】利用HIGS方法在拟南芥中干扰核盘菌SsCCS的表达能够显著提高拟南芥的抗病性,研究结果为油菜等农作物菌核病抗病改良提供了参考。

以拟南芥基因组DNA为模板,扩增出细胞色素P450(CYP76C2)基因的ORF,成功构建了CYP76C2基因的过表达载体并获得转基因植株.通过离体和活体接种表明,CYP76C2基因的过表达植株对核盘菌的抗性增强.

EPF/EPFL基因家族成员编码一类富含半胱氨酸的分泌型小肽，本研究通过实时荧光定量PCR检测、核盘菌接种和二氨基联苯胺(DAB)染色分析11个EPF/EPFL基因在拟南芥对核盘菌防御反应中的作用.荧光定量PCR分析显示，接种核盘菌后，EPFL1、EPFL2、EPFL3、EPFL4、EPFL5、EPFL6和EPFL9的表达水平至少在一个时间点明显上调.核盘菌接种处理后，epfl1、epfl2、epfl3、epfl4、epfl5、epfl6和epfl9拟南芥单突变体叶片的病斑面积与野生型拟南芥(WT)相似，且DAB染色显示的H_2O_2含量也与WT没有明显的差别；epfl1,2,4,6四突变体拟南芥叶片的病斑面积明显大于WT.DAB染色结果显示，与WT相比，epfl1,2,4,6四突变体拟南芥的H_2O_2含量明显增多.荧光定量PCR结果进一步显示，与WT相比，核盘菌抗病相关基因YDDs在epfl1,2,4,6四突变体拟南芥接种核盘菌前后的表达量均明显下调.这说明EPFL1、EPFL2、EPFL4和EPFL6在拟南芥应答核盘菌的防御反应过程中存在冗余功能，通过介导YDDs基因的表达，共同调控植物免疫反应.

通过对转糖基转移酶基因SM-Ngt1的拟南芥T2代阳性植株接种油菜菌核病菌,鉴定其对菌核病的抗性,并应用实时荧光定量PCR(RT-PCR)确定植株中SM-Ngt1的表达水平。结果表明,拟南芥中SM-Ngt1基因对菌核病具有一定的抗性,且抗性的高低与体内SM-Ngt1的表达量具有明显的一致性。

菌核病是我国油菜的主要病害,发病严重年份可以造成10%以上的产量损失.寻找菌核病抗源、选育抗病品种一直是油菜育种的重要课题.新疆野芥分布于我国西北部新疆地区,具有较好的抗真菌性病害能力.利用离体叶接种、牙签法侵染和大田自然鉴定等方法,对新疆野芥与甘蓝型油菜的体细胞杂种后代衍生株系进行了抗菌核病鉴定试验.结果表明,体细胞杂种后代的抗病性高于对照品种中油821、中双4号和中双9号.并通过测定PAL,POD和PPO活性的变化来研究抗病材料的抗性机理.

【目的】探讨鉴定大白菜菌核病抗病性的简易方法,为大白菜抗菌核病育种提供借鉴。【方法】以大白菜菌核病样病原菌为接种体,选用抗病品种15S261和15S94、耐病品种14S474和14S265及感病品种14S406、15S64和17S20为试验材料,对大白菜离体叶片和活体幼苗进行抗病性鉴定,并对离体叶片的接种时期、发病温度、接种部位及活体幼苗的接种时期、接种量进行比较,最后利用离体叶片接种法对89份大白菜种质资源进行菌核病抗病性鉴定。【结果】大白菜离体叶片抗病性鉴定的最适接种苗龄为4叶期,最适宜接种部位为叶片正面,最佳发病温度为25℃;活体幼苗抗病性鉴定的最适接种量为直径5 mm的菌丝琼脂块,最适接种苗龄为3叶期。在89份被鉴定的大白菜种质材料中,23份材料表现抗病,38份材料表现耐病,21份材料表现感病,7份材料表现高感。【结论】离体和活体菌丝琼脂块接种方法均能准确鉴定出大白菜的抗病性,其中离体菌丝琼脂块法更经济适用;大白菜种质资源中存在着抗病和耐病材料,可用于抗(耐)菌核病品种的选育。

用草酸毒素作筛选剂处理油菜愈伤组织，获得耐毒素的突变体，分化培养后得到小量再生植株。经用毒素处理离体叶片，油菜菌核病菌菌丝体接种离体叶片和田间植株及田间病圃测定几种方法鉴定显示，所获再生植株与原品系（２２４２）相比较，均不同程度提高了对菌核病的抗性，其Ｆ１代材料保持了抗性，Ｆ２代材料抗性有一定的分化，但大部分的仍保持了抗性，其中有Ｓ１１、Ｓ２１、Ｓ２３、Ｓ２４、Ｓ２５、Ｓ２６几个材料具有较明显的抗性，可用作抗源和进一步选育抗病良种。

旨在了解现有食葵亲本材料的菌核病抗性及抗性配合力,以及用这些亲本材料配制杂交组合后F1的抗病表现,从而为亲本的合理选配提供依据。试验采用6个食葵细胞质雄性不育系为母本、6个恢复系为父本,配制36个杂交组合。翌年,种植12个亲本及36个F1,于盛花期接种核盘菌,通过比较亲本间、亲本与F1、F1间的田间发病率、病情指数及相对潜伏期差异,分析了食葵的菌核病抗性及抗性配合力。结果表明:供试的绝大多数亲本材料对菌核病不具备抗性,仅有少部分表现中等抗性,没有发现高抗材料;供试的绝大多数材料从亲本到F1抗病能力明显提高

生物技术的快速发展为植物抗病基因的克隆奠定了坚实的基础。克隆抗病基因不但有利于深入研究植物与病原物的分子互作机理,而且为植物重要病害的防治提供了有效措施。迄今为止,在拟南芥中已经克隆了十几个抗病基因。对拟南芥抗病基因的种类和特性、克隆策略以及克隆抗病基因的应用前景进行了综述。详细介绍了定位克隆技术和转座子标签技术的原理及其在拟南芥抗病基因克隆中的应用。

为了分析CBF3和COR15a双价基因的抗寒价值,通过模式植物烟草抗寒性的改良,为其他经济作物的抗寒改良提供理论和实践依据。将低温诱导启动子AtRD29a分别控制的拟南芥CBF3低温应答转录激活因子基因和COR15a冷诱导基因一起转入烟草,通过低温处理实验、生理生化指标测定分析转基因烟草的抗寒性。结果表明:外源基因已经整合到烟草基因组中,转基因植株在1℃48 h未出现萎蔫,而非转基因植株1℃12 h即出现萎蔫状态;转基因植株LT50为-1.01℃左右,非转基因植株LT50为0.86℃,转基因植株的细胞膜伤害率比非转基因植株低20%,半致死温度低约1.87℃;转基因植株的POD活性、可溶性糖含量...

为构建拟南芥抗病相关T1N6_22基因的原核表达载体并进行高效表达,获得纯化的T1N6_22蛋白,以拟南芥Col-0的c DNA为模板,扩增获得了T1N6_22基因CDS,对其进行克隆、测序后与含有GST标签蛋白的p GEX4T-1载体相连,构建T1N6_22的原核表达载体p GEX4T-1-T1N6_22-GST。经酶切和测序鉴定正确后,将构建好的载体及空载体转化大肠杆菌BL21。结果表明,在大肠杆菌BL21菌株中成功表达了与标签蛋白融合的T1N6_22蛋白,大小约57 k Da。SDS-PAGE分析表明,高效表达的诱导条件为0.1 mmol/L IPTG诱导培养3 h。研究结果为进一步T1...

利用酵母双杂交技术,鉴定拟南芥抗病相关基因T1N6-22的互作蛋白,为进一步明确T1N6-22基因调控拟南芥抗病的分子机制奠定基础。利用Gateway技术,构建T1N6-22基因及其候选互作蛋白基因的酵母双杂交载体AD-T1N6-22、AD-AT1G06050、AD-AT1G21400、AD-AT2G19480、BD-T1N6-22、BD-AT1G06050、BD-AT1G21400和BD-AT2G19480。将空载的AD载体分别与BD-T1N6-22、BD-AT1G06050、BD-AT1G21400和BD-AT2G19480载体组合共同转化酵母感受态细胞,检测各基因的自激活活性,发现T1N6-22、AT1G21400、AT2G19480基因无自激活活性,AT1G06050基因有自激活活性。将AD-T1N6-22载体分别与BD-AT1G06050、BD-AT1G21400和BD-AT2G19480载体组合,BD-T1N6-22载体分别与AD-AT1G06050、AD-AT1G21400、AD-AT2G19480载体组合,进行酵母双杂交试验。结果发现,AD-T1N6-22与BD-AT1G06050、BD-AT1G21400和BD-AT2G19480,BD-T1N6-22与AD-AT1G06050、AD-AT1G21400、AD-AT2G19480共转化的酵母细胞在二缺(-Leu/-Trp)、三缺(-Leu/-Trp/-His)和四缺(-Leu/-Trp/-His/-Ade)培养基上均可以生长,表明T1N6-22与AT1G06050、AT1G21400和AT2G19480在酵母细胞中直接互作。

【目的】从‘富士’苹果中克隆MdWRKY40,研究其在水杨酸(SA)诱导条件下的表达模式及在苹果轮纹病抗病信号通路中的作用,为进一步揭示苹果的抗病机制提供理论依据。【方法】以‘富士’苹果为试材,克隆MdWRKY40的全长CDS序列,对其进行生物信息学分析,采用荧光定量PCR(qRT-PCR)分析其在苹果各组织中的表达水平,及对非生物胁迫SA的响应;研究外源SA处理对苹果叶片接种轮纹病菌(Botryosphaeria dothidea)的影响,并利用qRT-PCR检测病程相关蛋白基因的表达;将MdWRKY40在拟南芥中进行异源表达,对稳定表达的拟南芥幼苗叶片进行接菌处理,观察叶片发病程度及发病叶片数量,并采用qRT-PCR分析病程相关基因的表达;测量拟南芥幼苗的根系长度,并利用qRT-PCR检测生长素相关基因的表达。【结果】MdWRKY40包含长为858 bp完整的开放阅读框,编码286个氨基酸,预测其分子量为32.088 kD,等电点为8.15。系统进化树分析表明,MdWRKY40与白梨PbWRKY40序列相似性最高,亲缘关系最近,与拟南芥AtWRKY40在不同的分支上,亲缘关系较远,利用DANMAN软件进行MdWRKY40与AtWRKY40的多序列比对分析发现,MdWRKY40蛋白与AtWRKY40蛋白虽然都含有一个WRKYGQK保守结构域,但相似度仅为29.78%。qRT-PCR分析表明,MdWRKY40在根中的表达水平最高,在叶中的表达水平最低,并且在根、茎、叶中,SA均诱导了MdWRKY40的表达,且均呈现先升高后降低的趋势,在6 h时表达量最高;外源SA处理提高了苹果叶片对轮纹病菌的抗性,未处理的叶片发病率达92.59%,SA处理后发病率降至79.26%,并显著提高了病程相关蛋白基因MdPR2、MdPR5的表达量。与野生型相比,在拟南芥中异源过量表达MdWRKY40显著提高了拟南芥叶片对轮纹病菌的抗性,野生型拟南芥发病率达77.5%,而两个转基因拟南芥株系发病率仅为21.5%和17.4%,并显著提高了病程相关基因PR1、PR3、PR4的表达。过表达MdWRKY40的拟南芥植株根系生长受到抑制,培养7 d后转基因拟南芥主根长度分别是野生型拟南芥的39.9%和43.1%,培养10 d后主根长度分别是野生型拟南芥的58.5%和55.4%。基因表达结果显示,生长素合成相关基因AtTAA1和生长素运输相关基因AtPIN1、AtPIN2的表达水平在MdWRKY40过表达株系中显著低于野生型。【结论】MdWRKY40表达受SA和苹果轮纹病菌侵染诱导;MdWRKY40是苹果中重要的轮纹病抗病基因,该基因过表达显著提高对轮纹病菌的抗性;MdWRKY40具有调控植物根系生长发育的功能,可能通过下调生长素运输相关基因的表达影响植物根系生长发育。

用HrpNEa处理拟南芥(Arabidopsis)时发现核孔蛋白At1G59660基因的表达被抑制。因该基因编码的蛋白质与哺乳动物中的核孔蛋白(nucleoporin98)具有相似性质,具有FG(pheny lalanine-glycine)重复基序,故命名为Atnup98-like。同时对野生型和Atnup98-like突变体植株分别进行病原细菌Psyringae syringae pv.tomato DC3000接种及干旱处理,结果发现突变体植株对DC3000的抗性明显增强,而且突变体中抗病相关基因PR1a的表达明显强于野生型;同时,突变体植株比野生型植株抗旱性增强,脯氨酸含量明显升高,且...

【目的】植物促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)在响应生物与非生物胁迫中发挥重要作用。本研究通过分析桑树(川桑)B家族MAPK基因MnMAPK5的亚细胞定位和启动子活性,并将其转入拟南芥中进行过表达研究,探讨MnMAPK5在逆境胁迫下的作用机制。【方法】将MnMAPK5的上游启动子连接到p BI121载体上,通过花粉介导法转入拟南芥中,经高温、低温、NaCl和PEG处理后进行GUS染色分析。通过构建过表达载体,将MnMAPK5转化到拟南芥中,用T3转基因植株进行抗逆境胁迫分析。【结果】MnMAPK5基因的编码