拟轮枝镰孢与玉米籽粒互作的差异基因筛选及代谢通路分析

【目的】拟轮枝镰孢(Fusarium verticillioides)引起的玉米穗腐病是我国玉米产区发生严重的病害之一,论文旨在了解病原菌与玉米籽粒互作过程中的基因表达差异,为揭示病原菌的致病机制和玉米抗病机制提供依据。【方法】对拟轮枝镰孢侵染玉米籽粒0、4、12和72 h的样品进行转录组测序,之后采用生物信息学分析,分别以玉米和拟轮枝镰孢基因组为参考,以|log_(2)FC|≥1,P-adjust<0.05为阈值筛选互作过程中玉米和拟轮枝镰孢的差异表达基因,利用GO和KEGG对其进行功能注释及富集分析。Goatools软件分析植物-病原互作、MAPK途径和植物激素信号转导通路相关差异基因的表达变化,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法对测序差异基因进行验证。【结果】在互作4、12和72 h后拟轮枝镰孢分别有140、400和1945个基因上调表达,有9、302和1784个基因下调表达;玉米分别有293、692和1426个基因上调表达,320、482和153个基因下调表达。GO和KEGG富集分析显示,侵染早期拟轮枝镰孢在细胞间隙生长,差异基因主要富集在RNA生物合成、细胞壁结构成分、脂肪酸生物合成、蛋白质代谢、碳水化合物代谢、生物过程和代谢过程等通路中。拟轮枝镰孢早期侵染触发了玉米活性氧(ROS)爆发,差异基因主要富集在对活性氧、过氧化氢的反应,几丁质酶、单加氧酶活性,木质素代谢过程等相关通路中。侵染后期拟轮枝镰孢继续在籽粒中定殖及扩展,差异基因主要富集在碳水化合物和细胞壁多糖分解代谢过程、跨膜转运、氧化还原酶活性等功能通路中。玉米主要通过苯丙素、木质素、类黄酮生物合成,MAPK信号通路、植物-病原互作和植物激素信号转导等途径差异基因大量表达响应病原菌侵染。随机选取6个玉米和6个拟轮枝镰孢的差异表达基因进行qRT-PCR分析,基因表达规律与转录组测序结果一致,证实了RNA-seq的准确性。【结论】在病原菌侵染早期,拟轮枝镰孢在细胞间隙生长,触发玉米活性氧爆发,相关通路差异基因表达;侵染中后期,病原菌以淀粉为营养素,继续在籽粒中定殖及扩展,玉米通过苯丙素、木质素及几丁质酶的生物合成等方面的相关基因表达响应拟轮枝镰孢侵染,同时植物-病原互作、MAPK途径和激素信号转导等途径参与抗拟轮枝镰孢侵染。

我国部分常用玉米种质资源对镰孢菌病害的抗性评价

【目的】玉米穗腐病、茎腐病和鞘腐病是我国玉米产区普遍发生的三大镰孢菌(Fusarium spp.)病害,近年来有严重混和发生的趋势,三大病害主要致病菌分别为拟轮枝镰孢(F.verticillioides)、禾谷镰孢(F.graminearum)和层出镰孢(F.proliferatum)。种植抗病品种是控制该类病害最经济有效的方法,本研究旨在筛选出单抗或兼抗穗腐病、茎腐病和鞘腐病的玉米种质,为玉米品种的科学选育和合理布局提供参考。【方法】选取我国玉米种质B73、B37、郑58、昌7-2、齐319等16个常用育种自交系,将玉米穗腐病主要病原菌拟轮枝镰孢、茎腐病主要病原菌禾谷镰孢及鞘腐病主要病原菌层出镰孢分别接种于玉米果穗、茎秆及叶鞘,具体方法为待整株长到吐丝期用连动注射器将拟轮枝镰孢孢子悬浮液沿花丝通道注射到健康玉米果穗;将健康玉米地上第一节的茎部用针扎孔后向其中注射禾谷镰孢孢子悬浮液;将层出镰孢孢子悬浮液沿健康玉米植株叶基部接种到地上2—5节间的叶鞘内。以上各种接种方式均使用无菌水作为对照。在2016年和2018年度进行人工田间接种试验,通过评价穗腐病、鞘腐病的病情指数以及茎腐病发病面积,评估所选自交系对以上镰孢菌引起的穗腐病、茎腐病和鞘腐病的抗性级别。【结果】供试自交系中吉853、OH43和X178对穗腐病表现为中抗,B73、B37、PH6WC、掖478、郑58、9058、昌7-2、浚928、Mo17、A619、PH4CV、齐319和13-1077共13份材料为感病或高感;齐319、PH4CV、Mo17、9058、B37、B73、昌7-2和13-1077共8份材料对茎腐病表现为中抗或高抗,郑58、掖478、PH6WC、浚928、吉853、A619和OH43共7份材料表现为感病或高感;B73、B37、郑58、掖478、PH6WC、9058、昌7-2、吉853、浚928、Mo17、A619、PH4CV、OH43、齐319和13-1077共15份材料对鞘腐病表现为中抗或抗病。从16个自交系所在种群来看,瑞德群对穗腐病表现为感病,兰卡斯特群和唐四平头群对鞘腐病表现为抗病,其他群对3种镰孢菌病害抗性水平的离散程度较大,无明显规律。【结论】供试自交系吉853和OH43对鞘腐病和穗腐病表现为中抗或抗性,齐319、PH4CV、Mo17、9058、B37、B73、昌7-2和13-1077共8份材料对鞘腐病和茎腐病表现为中抗、抗性或高抗,但尚未筛选到对3种病害均有较好抗性的材料,有待于进一步筛选其他种质资源。

多重耐药型与药物敏感型大肠杆菌在羊肉中生长动力学模型的建立

为探讨食源性大肠杆菌的生长特性,通过建立多重耐药型与药物敏感型大肠杆菌(Escherichia coli)在羊肉中的生长动力学模型,在10,15,20,25,35,37℃不同贮藏温度下研究了多重耐药型与药物敏感型大肠杆菌的生长模型。采用修正的Logistic方程拟合大肠杆菌的一级生长模型,在一级方程的基础上建立了大肠杆菌的二级平方根方程,分析了大肠杆菌的生长参数。

禾谷镰孢漆酶样多铜氧化酶的鉴定及其表达模式

子囊菌禾谷镰孢(Fusarium graminearum)可侵染玉米茎部造成严重的玉米茎腐病。漆酶样多铜氧化酶(Laccase-like multicopper oxidase)具有广泛的作用底物且在植物病原真菌中参与病菌侵染,促进病菌定殖。利用已知真菌漆酶的蛋白序列在禾谷镰孢中鉴定得到14个漆酶样多铜氧化酶,分属5种亚家族。通过对其在侵染玉米茎部不同时间后的芯片数据分析表明FGSG02142、FGSG05159在菌丝、孢子及侵染各阶段表达量均较高,FGSG02328、FGSG13185和FGSG00142在侵染阶段表达量明显增加,其他基因表达量相对较低;试验进而利用qPCR检测了部分差异基因在接种玉米感病种质资源B73和抗病种质资源Mo17中的相对表达量,结果显示,禾谷镰孢FGSG00142基因在B73中的表达量明显高于在抗病材料Mo17中的表达量,而毒素相关基因FGSG02328在接种Mo17时表达也出现延迟,推测这2个基因均参与了禾谷镰孢的侵染过程。

青色荧光蛋白标记的禾谷镰孢转化子的构建

【背景】近年来玉米茎腐病在我国大部分玉米产区普遍重度发生,其中镰孢菌茎腐病不仅造成了重大的经济损失,而且镰孢菌产生的毒素给人体和动物的健康也带来严重威胁。【目的】玉米茎腐病的病原组成复杂,禾谷镰孢是其中的主要病原之一,该病原菌侵染寄主导致发病的机制急需深入研究。【方法】以pCAMBIA1300质粒为骨架,利用重叠PCR的方法构建表达青色荧光蛋白的质粒pCAMBIA1300-CFP-Kan,通过农杆菌介导的遗传转化技术,将青色荧光蛋白的编码基因整合到禾谷镰孢基因组中。【结果】经过PCR鉴定和荧光显微观察,确定获得了31株青色荧光标记的禾谷镰孢菌。【结论】侵染试验结果显示,激光共聚焦显微镜下禾谷镰孢在玉米茎秆组织中的定殖位置清晰可见,该结果为进一步研究不同镰孢菌在寄主中的定殖规律奠定了基础。

多重耐药与药物敏感型大肠杆菌在牛肉中生长预测模型的研究

本文以多重耐药与药物敏感大肠杆菌为研究对象,将其分别接种到新鲜牛肉中,置于10℃、20℃、30℃、40℃温度下培养,利用25℃和35℃两个温度作为验证。运用Origin 8.0建立一级和二级模型,得出这两种大肠杆菌在不同温度条件下的最大比生长速率与迟滞期。结果表明:修正的Gompertz模型和修正的Logistic模型可以很好地模拟牛肉中多重耐药与药物敏感型大肠杆菌在不同温度下的生长情况(R2>0.95),其中药物敏感型大肠杆菌的迟滞期比多重耐药型大肠杆菌短。采用Belehradek模型说明模型中的参数值(U和LPD)与温度之间的函数关系,温度与最大比生长速率呈现线性关系。利用建立的生长动力学模型求得25℃和35℃的最大比生长速率,与实际值比较,二者相对误差较小,证明建立的模型可靠。本研究为控制牛肉中大肠杆菌提供理论依据。

印尼华文教师谈教学经验：在游戏中学汉语

开学到现在不知不觉已经三个月了，幼儿园的每一天都不同。孩子从开始哭闹不止到静心听课，从互相打闹到友好相处，从一拥而出到排队整齐，从无法离家到爱上幼儿园，每一天都进步很大。老师也随着孩子一起成长，还记得第一天进班的不知所措吗，现在在课堂上已经是游刃有余了；还记得无论多大声都无人理会吗，现在一个眼神一个手势已经足够，还记得孩子们不肯讲话老师焦急的心情吗，现在清晨每天迎接你的第一句话就是温馨的“老师，早上好!”老师们也在一天天发现，感受，思考，进步。