TMV侵染对枯斑三生烟叶片中Ca^(2+)分布的影响

以枯斑三生烟为材料,用细胞化学沉淀法测定了TMV侵染对烟草叶片细胞中Ca2+分布的影响,并探讨了Ca2+在植物抗病性中的作用。结果发现,枯斑三生烟健叶中的Ca2+主要分布于细胞间隙和液泡,接种TMV后,细胞间隙中的Ca2+逐渐向细胞内转移,在接种后48 h,Ca2+主要分布于过敏性坏死细胞和近坏死区细胞,远坏死区细胞间隙缺Ca2+;以后由于枯斑停止发展,在接种后96 h远坏死区细胞逐渐恢复钙稳态。

不同温度下TMV侵染枯斑三生烟的LncRNA差异表达

【目的】筛选不同温度下烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)侵染后枯斑三生烟(Nicotiana tabacum var.Samsun NN)差异表达的长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA),研究lncRNA在枯斑三生烟抗性反应中的作用。【方法】N基因的温度敏感性使枯斑三生烟在25℃时具备对TMV的抗性、在31℃抗性丧失,在这两个温度条件下对枯斑三生烟接种TMV和磷酸盐缓冲盐水(phosphate buffered saline,PBS),48 h后提取系统叶总RNA,构建链特异性文库后进行深度测序。对测序结果进行过滤后利用HTSeq将有效数据与近缘品种TN90(N.tabacum var.TN90)基因组比对,筛选得到lncRNA后利用FPKM法估计lncRNA的表达水平。通过edgeR筛选差异表达lncRNA(differentially expressed lncRNA,DElncRNA),并利用qRT-PCR技术对这一结果进行验证。通过共定位及共表达分析预测DElncRNA的靶基因,通过参考基因组注释、GO和KEGG富集分析研究靶基因的功能。【结果】4个处理共12个样本经lncRNA-seq各测得约8000万条clean reads,共获得4737条已知lncRNA、40169条新lncRNA。其中64个lncRNA在不同温度条件下TMV侵染后存在差异表达,qRT-PCR测定结果显示这些lncRNA的测序正确率在80%左右,表明本研究所得测序数据具备较高的可信度。对DElncRNA进行靶基因预测,发现一些基因同时被25℃下调和31℃上调的DElncRNA靶向。靶基因注释功能丰富,主要参与植物抗病、激素和代谢等生理过程。部分可能与激素通路相关的lncRNA,在25℃下TMV侵染时呈现下调趋势,而在31℃下TMV侵染则呈现上调趋势。GO富集分析显示靶基因主要参与构成膜、囊泡等组分,具备钙、钾离子通道抑制剂活性等分子功能,使相应离子得以转运引发随后的反应,同时也参与发病、抗原加工和呈现、细胞分裂素代谢等生理过程。KEGG分析发现靶基因显著富集在植物激素信号转导通路,25℃下调和31℃上调的DElncRNA靶基因同时富集在激素信号传导、ABC运输蛋白、苯丙烷类生物合成等通路。【结论】不同温度(25℃和31℃)条件下TMV侵染枯斑三生烟后,长链非编码RNA差异表达,DElncRNA通过作用于激素信号传导、物质转运等过程参与寄主系统获得性抗性反应。研究结果可为揭示植物系统获得性抗性中lncRNA的调控功能以及新型抗病毒技术开发提供依据。

烟草SKP1基因cDNA的克隆分析及原核表达

应用DDRT-PCR法获得可被壳寡糖诱导的枯斑三生烟SKP1基因cDNA的3′端序列,通过5′RACE扩增该基因cDNA的5′端,进而扩增此基因cDNA的全长,通过同源性比较分析表明,与本塞姆氏烟草的SKP1基因同源性达81%,其cDNA全长653bp(GenBank登录号:AY702087),其中编码区位于73～540bp,编码一条155个氨基酸的多肽。经预测该多肽的分子量为17527.78Da,等电点为4.57,定位于细胞质,功能结构域分析结果显示在4～105位氨基酸有一明显的Skp1结构域,其E值为1.25e-52,因此推断该基因为枯斑三生烟的SKP1基因。将该基因编码区亚克隆到原核表达载体pET23b(+)上,转化大肠杆菌BL21(DE3),表达出与预测分子量一致的蛋白。为进一步研究该基因的功能奠定了基础。

VA系统诱导烟草对TMV抗性与细胞内防御酶系统的关系

枯斑三生烟(NicotianatabacumL."Samsun"NN)经植物源抗病毒剂VA诱导处理后第7天(清水处理作对照),在其长出的新叶上接种烟草花叶病毒(TMV)。结果表明,VA可以诱导枯斑三生烟对TMV产生系统抗性,其枯斑抑制率可达57 25%,枯斑出现时间推迟10h。超氧物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POX)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)3种酶的活性均比对照明显提高,其中48h时增加幅度最大;VA处理使枯斑三生烟叶片内的丙二醛(MDA)含量降低,其中接种48h时降低幅度最大。此外,在接种TMV后的12h内,清水对照的枯斑三生烟新叶中POX和SOD活性呈下降趋势,PAL活性几乎无变化,随后呈上升趋势,而经VA处理的枯斑三生烟新叶中的POX、SOD和PAL活性自接种后,一直呈上升趋势,且上升幅度也高于对照;MDA含量的变化与3种酶活性的变化呈相反趋势。

抗病毒剂VA诱导烟草对TMV的抗性与Ca^(2+)的关系

以枯斑三生烟为材料 ,抗病毒剂VA为诱导剂 ,用细胞化学沉淀法测定了VA对烟草叶片细胞中Ca2 + 分布的影响 ,并探讨了Ca2 + 在植物诱导抗病性中的作用。结果发现 ,枯斑三生烟健叶中的Ca2 + 主要分布于细胞间隙和液泡 ,喷施VA可以增加健叶细胞间隙中的Ca2 + 。接种TMV后 ,细胞间隙中的Ca2 + 逐渐向细胞内转移 ,在接种后 4 8h ,Ca2 + 主要分布于过敏性坏死细胞和近坏死区细胞 ,远坏死区细胞间隙缺Ca2 + ;以后由于枯斑停止发展 ,远坏死区细胞逐渐恢复钙稳态 ,VA +TMV处理比水 +TMV处理恢复钙稳态快 ,在接种后 72h就可恢复 ,而水 +TMV处理的远坏死区要在接种后 96h才恢复钙稳态。

烟草与TMV非亲和性互作中根系活力及CAT活性变化

漂盘培育枯斑三生烟,苗期接种TMV后3、7、11、15、19、23、27、31 d分别取样测定其根系的活力和过氧化氢酶活性,并以未接种TMV烟苗根系活力和过氧化氢酶活性为对照。结果表明,枯斑三生烟接种病毒后,其根系CAT活性值与取样时间有较强的负相关性(r=-0.9,p<0.01)。根系活力最初迅速升高,之后又逐渐降低呈平稳趋势。

烟草促分裂原活化蛋白激酶基因

编号：0506250 该发明专利是一种来源于感病烟草品种枯斑三生烟(Nicotiana tabacum var．Samsun NN)的烟草促分裂原活化蛋白激酶，由序列表中SEQ ID NO 1碱基序列编码而成，具有SEQ ID NO 2所示的氨基酸序列，涉及促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)。