长春花感染黄龙病菌多酚氧化酶基因的表达及活性分析

【目的】分析长春花Catharanthus roseus受黄龙病菌Candidatus Liberibacter asiaticus侵染后多酚氧化酶(PPO)基因的表达及活性变化。【方法】根据不同作物多酚氧化酶基因PPO序列的相似性,筛选出长春花多酚氧化酶基因Pw PPO引物,PCR扩增得Pw PPO基因片段,运用qRT-PCR和生理生化方法分析长春花嫁接黄龙病芽后,不同时间长春花叶、主茎和根中Pw PPO基因的表达量和酶活性变化。【结果】长春花受黄龙病菌侵染后,叶、主茎和根中Pw PPO基因的表达分别在嫁接后30、35和40 d上调表达4.23、12.64和33.80倍,不同组织中Pw PPO基因上调表达的时间和幅度不同。染病长春花的叶、主茎和根中PPO活性分别在嫁接后30、35和45 d为对照的2.87、2.10和1.89倍。【结论】Pw PPO基因表达量与PPO活性成正比,与长春花抵抗黄龙病菌侵染的能力密切相关。

普通小麦‘Holdfast’条锈病成株抗性QTL定位

Holdfast是来自英国的小麦品种,多年来一直保持良好的条锈病持久抗性。本研究目的是发掘Holdfast的条锈病成株抗性基因及其紧密连锁的分子标记,为小麦持久抗性品种选育提供材料和方法。利用铭贤169和Holdfast杂交后代重组自交系(recombinant inbred lines,RIL)群体,于2014—2015和2015—2016年度在甘肃甘谷、甘肃中梁和四川成都进行条锈病成株抗性鉴定,并统计最大严重度(maximum disease severity,MDS)。基于小麦660K SNP芯片和BSA(bulked segregant analysis)技术初步确定抗病基因所在的染色体后,将目标区域的SNP标记转化为KASP(Kompetitive allele specific PCR)标记,检测整个RIL群体,进行基因型分析。最后进行RIL群体条锈病成株抗性的QTL分析,在5AL和7AL染色体上发现了2个成株抗性QTL。5A染色体长臂上1个条锈病成株抗性QTL QYr.gaas-5AL,在所有环境下均存在,可解释6.5%~9.3%的表型变异;QYr.gaas-5AL位于标记Ax-109948955和Ax-108798241之间,连锁距离分别为0.5 cM和1.1 cM。在7A染色体长臂上定位到1个条锈病成株抗性QTL QYr.gaas-7AL,在2015年和2016年甘谷环境中均稳定存在,分别解释6.2%和7.3%的表型变异;QYr.gaas-7AL位于标记Ax-110361069和Ax-108759561之间,连锁距离分别为0.5 cM和0.7 cM。携带QYr.gaas-5AL和QYr.gaas-7AL抗病等位基因家系的MDS显著低于感病等位基因家系的MDS,表明QYr.gaas-5AL和QYr.gaas-7AL可有效降低条锈病严重度,可应用于小麦抗条锈育种。

聚丙烯酰胺电泳条带中微量DNA片段的回收与再扩增方法的改进

【目的】研究聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）条带中微量DNA片段的回收和再扩增.【方法】比较了4种方法溶解聚丙烯酰胺凝胶的效果和回收微量核酸的效率.【结果和结论】Bioteke溶胶/结合液能获得极高的DNA片段回收率,可从仅含1.0－7.5 ng核酸的PAGE胶中有效回收到足量的片段;再扩增的效果与回收效率呈正相关;将液态混合液与杂质分离是成功进行再扩增的关键.本研究构建的一套快速、高效的PAGE多态性条带回收及再扩增的方法为分析生物遗传多样性成因提供了新途径.

抗病小体:植物免疫机器

在与各种病原微生物长期互作的过程中,植物演化出时空上紧密关联的多层防御系统来对抗各种病虫害的威胁.其中关键的一层是由细胞内NLR免疫受体(Nucleotide binding domain and leucine-rich repeat-containing receptors,NLRs)通过识别病原菌分泌到植物细胞内的效应蛋白(Effectors)进而激活的特异性免疫反应(Effector-triggered immunity,ETI).这一层免疫具有特异性强、反应快、反应强度高等特点,并能够引发植物的系统获得性免疫反应,因此这种形式的免疫受到了植物抗病及育种领域的广泛关注.近几年,在我们实验室及国际国内同行的共同努力下,我们对植物不同类型NLRs的静息状态的维持、特异性识别效应蛋白及NLRs由静息态转变为激活状态的分子机制都有了深入的认识.据此,我们创新性的提出了NLRs激活状态的结构—抗病小体(Resistosomes)这一概念,并通过生化实验和植物体内实验揭示了植物不同种类抗病小体具有阳离子通道或者NAD+水解酶活性,我们也提出了钙离子作为共同的下游信号,在不同类型的抗病小体介导的ETI免疫反应中行使作用.抗病小体的发现为深入研究NLRs如何介导植物抗病及超敏反应奠定了坚实基础,这一概念的提出也迅速得到了植物抗病领域同行的高度认同.此外,抗病小体的发现也为培育广谱抗病性作物提供了理论依据.

难培养菌的多条带PCR产物产生原因分析

【目的】分析严重威胁柑橘产业发展的毁灭性病害——柑橘黄龙病的强致病性病原亚洲种"Candidatus Liberibacter asiaticus"的种群多样性研究中出现多条带PCR产物的原因,为难培养菌的分子生物学研究提供参考。【方法】通过使用PCR、聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)和测序相结合分析"Ca.L.asiaticus"基因组上2个短串联重复(Short tandem repeats,STR)基因的PCR产物。【结果】单个菌株可扩增获得多个PCR条带且其扩增产物多态性受寄主品种影响;这2个STR基因的PCR产物在菌株间呈明显的多态性;扩增所获得的序列可来自"Ca.L.asiaticus"本身,也可来自其寄主或内生菌。【结论】难培养菌的STR基因PCR产物多态性产生的主要原因是该基因内部的串联重复序列数目存在差异,但目的菌及外源物种(寄主或内生菌等)基因组的非特异性扩增也是影响其多态性的因素。