水稻转基因种质IRBB13(P_(Xa13):GFP)感病及育性突变体的筛选及鉴定

【目的】建立简便高效的水稻突变体筛选体系,为克隆参与调控水稻xa13/Xa13表达以及xa13/Xa13介导的抗/感病和花粉发育信号途径的基因奠定基础。【方法】利用EMS化学诱变携带显性Xa13启动子驱动绿色荧光蛋白(GFP)基因的水稻转基因种质IRBB13(PXa13:GFP),构建突变群体,分3个时期进行突变体筛选:幼苗期筛选根和芽中绿色荧光减弱或消失的突变体、成株期筛选回复感病表型的突变体和孕穗期筛选育性下降的突变体。【结果】室内检测代M2突变体株系3 000个,筛到幼根和幼芽荧光消失的突变体14个,根部荧光正常而芽无荧光的突变体9个。田间试验种植突变体株系3 000个,成株期接种PXO99初步筛到回复感病表型的突变体株系25个。孕穗期筛选到育性下降且花药中绿色荧光消失的突变体株系7个,其中,包含1个回复感病的突变体株系。【结论】建立了简便高效的筛选水稻突变体筛选体系,结合GFP表达模式异常的突变体、回复感病突变体以及育性下降的突变体分析可判断xa13/Xa13参与的水稻抗/感病与花粉发育这2条信号网络途径并不是完全独立的,而是存在一定程度的交叉。

中国星裂衣属二新记录种

基于形态学、解剖学和化学特征,报道了2种星裂衣属(Astrochapsa)中国新记录种:假疱星裂衣(A.pseudophlyctis)和察氏星裂衣(A.zahlbruckner)。假疱星裂衣的主要识别特征是地衣体壳状,皮层较为致密,子囊盘圆形至不规则形,子囊孢子无色,砖壁型,大小为30~75μm×10~25μm,未检测到次级代谢产物。察氏星裂衣的主要识别特征是地衣体壳状,子囊盘圆形至不规则形,盘缘凸起外翻且其内表面为白色,子囊孢子无色或浅棕色,砖壁型,大小55~90μm×22~28μm,含有斑点酸。

过表达嗜热毛壳菌Cu/Zn-SOD基因提高转基因水稻对3种病害的抗性

超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD,EC1.15.1.1)是生物体中清除氧自由基、保护细胞免受氧化损害的关键保护酶之一,SOD活性的提高可以增加植物对各种不良环境的适应和耐受能力。本研究将一个源自嗜热毛壳菌(Chaetomium thermophilum,Ct)的Cu/Zn-SOD基因Ct SOD通过农杆菌介导的遗传转化方法转入水稻,转基因植株的SOD活性均得到显著提高。对转基因植株分别接种水稻白叶枯病、细菌性条斑病以及纹枯病的病原,发现过量表达Ct SOD能够显著提高转基因植株对3种病害的抗性。这种对多种病害具有抗性的单个基因在植物抗病育种中具有重要应用价值。

OsHsp18.0-CI调控水稻对白叶枯病的抗性

热激蛋白广泛存在于各种生物中,响应多种生物胁迫和非生物胁迫。前期研究结果显示,在水稻中超量表达小热激蛋白OsHsp18.0-CI基因,能通过增强水稻的基础防卫反应提高对水稻细菌性条斑病的抗性。本研究发现,OsHsp18.0-CI基因也能够受到白叶枯病菌的诱导表达,超量表达OsHsp18.0-CI的转基因水稻也增强了对多个白叶枯病致病菌株的抗性。转录组测序分析发现,OsHsp18.0-CI基因介导的水稻对白叶枯病的抗病信号途径有部分类似于其介导的对细菌性条斑病的抗性路径,同时也有大量新的未知功能基因的参与。以上结果表明,OsHsp18.0-CI基因受到病原菌的侵染时,也能通过增强水稻的基础防卫反应来提高对白叶枯病的抗性。

CopAB基因突变导致PXO99对铜敏感和致病性降低

Cop基因簇是黄单胞菌属抗铜的主要基因位点,而水稻白叶枯病菌PXO99相对其他菌株对铜离子更加敏感。本研究发现抗铜基因Cop AB的6个氨基酸自然缺失突变是造成PXO99对铜离子敏感的主要因素。通过对Cop AB的缺失突变体和恢复抗铜能力的重组菌株的耐铜实验和接种实验,证实了Cop AB不仅参与黄单胞杆菌的抗铜功能,同时作为一种致病因子参与黄单胞杆菌与水稻的互作。为验证Cop AB基因的功能,从国内白叶枯病菌分离菌株中筛选到4株对铜离子敏感菌株,并证实其Cop AB基因也发生相似的突变。同时,恢复抗铜能力的PXO99互补菌株并不能克服xa13介导的抗性,而分离到的4株铜离子敏感的菌株中,3株不含Pth Xo1的菌株在IR24和IRBB13上致病性相当,说明PXO99对铜离子的敏感性与xa13基因介导的对PXO99专化抗性没有直接的关系。