低温诱导稻曲病菌菌核形成的转录组学分析

【目的】近40年来,稻曲病在世界各主要水稻栽培区均表现出发生规模不断扩大、严重程度不断增加的趋势,并逐渐发展成为水稻主要病害之一。前期对低温诱导初期的稻曲球进行切片,发现稻曲球内含有大量隐含菌核。本研究通过转录组高通量测序鉴定低温诱导稻曲病菌(Villosiclava virens)菌核形成的潜在调控基因,阐释菌核形成的分子机制,为揭示稻曲病发生规律及有效防治打下基础。【方法】利用高通量测序技术,对低温诱导处理的稻曲球进行转录组测序(对照组:TL9111、TL9112、TL9113;低温处理组:FH10161、FH10162、FH10163)。以稻曲病菌基因组(UV-8b)作为参考基因组进行序列比对,利用FPKM法计算基因表达量,设定参数(|log2 fold change|≥1且q-value≤0.05)筛选差异表达基因。结合基因差异表达分析、基因家族分析和富集分析(Gene Ontology/KEGG Pathway),鉴定稻曲病菌菌核形成关键基因,并利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术对其表达量进行验证。【结果】转录组测序共获得59.78 G高质量数据,其中,近93.2%的数据能够比对到稻曲病菌基因组。数据分析共鉴定到8 426个基因存在不同程度表达,占总体基因的97.13%。与对照相比,低温处理可诱导793个基因显著差异表达,分别有398和395个基因表现为上调、下调表达,随机挑选6个基因进行qRT-PCR验证,试验结果与转录组分析一致。在差异表达基因中,共注释到180个(22.7%)基因家族,其中61.67%的基因家族表现为上调表达,主要包括MFS转运蛋白、糖转运蛋白、锌指转录因子等。GO富集分析发现,差异表达基因显著富集于碳水化合物代谢、氧化还原过程、氧化还原酶活性等。KEGG分析发现,差异表达基因显著富集于次生代谢产物生物合成、淀粉蔗糖代谢、糖酵解/糖异生等代谢通路,暗示营养物质代谢和能量代谢途径相关基因表达对于低温诱导菌核形成至关重要。【结论】低温可诱导稻曲病菌菌核形成。低温使机体内部处于氧化应激状态,可通过信号转导途径放大,该过程由多个基因参与并调控多个基因家族成员,最终促使跨膜运输、细胞形态、生物合成等基因的上调表达,使得在形成菌核过程中蛋白表达活跃,达到合成细胞及物质的高峰期,进而促进菌核形成。

高透光性疏水涂料的制备及抑菌和寿命的表征

针对NC306疏水材料所修饰的玻璃表面寿命短、抗菌效果差等不足,通过化学法添加环氧树脂AB胶于NC306疏水材料与普通玻璃之间,制得一种具有自清洁、高透光性和强疏水性能的表面修饰涂料.所制材料测试结果表明:所修饰玻璃表面有较低表面能,其值约为普通玻璃的1/4;此外,所制复合功能膜涂层较单一,NC306材料具有更高的成膜质量并且提高了涂层的寿命和耐磨性.

水稻穗部农艺性状与稻曲病抗性的相关性分析

人工接种试验和田间多年自然发病调查发现,目前生产上应用的水稻品种均感稻曲病;但在自然条件下,不同水稻品种稻曲病的发生程度存在较大差异,可以人为的分为多病粒高感品种和寡病粒相对抗病的品种。为了探究水稻穗部性状与其病害抗性间的关系,本文对孕穗期不同阶段的不同水稻品种的穗部性状进行了比较分析。结果发现表型为多病粒的高感多病粒品种与表型为寡病粒的相对抗病的品种之间在穗子大小、小花密度、穗鞘闭合程度和密封性、旗叶面积等方面均存在明显差异,寡病粒相对抗病的水稻品种穗鞘闭合程度优于高感多病粒品种。

人工培养基上稻曲病菌拟菌核诱导的初步研究

稻曲病菌在水稻孕穗期侵染水稻小花,在水稻灌浆后期只在个别稻曲球上形成菌核。因此,稻曲病菌菌核分化与发育基因功能研究的相关试验难度较高。为了探究稻曲病菌在人工培养基上能否形成菌核,本文利用低温或杀菌剂环境对稻曲病菌进行了筛选。结果发现,在81个菌株中有13个在人工培养基上形成拟菌核组织,且它们可在低温处理时稳定地产生拟菌核组织。这些拟菌核组织在结构上与菌核类似,但体积较小且组织较为疏松,无法像菌核一样越冬和完成有性生殖。