大白菜与甘蓝寄生霜霉菌的致病性与rDNA-ITS序列分析

霜霉菌是一种在十字花科作物中寄主范围很广的专性寄生菌。本研究综合运用病菌形态学观察、病菌致病性测试和rDNA-ITS序列分析三种方法对北京地区的大白菜和甘蓝寄生霜霉菌进行比较,以期发现二者的进化关系。结果显示:两种病原菌在形态学上没有明显区别;但是对大白菜的致病力具有显著差异:大白菜霜霉菌对大多数参试的大白菜材料具有致病性,而甘蓝霜霉菌只是诱导大多数大白菜材料产生过敏反应,对个别易感大白菜材料具有较弱致病力;将rDNA-ITS序列提交至NCBI,大白菜和甘蓝霜霉菌的rDNA-ITS序列登录号分别为JF975613和JF975614,序列比对发现二者的序列一致性高达99.59%;利用19个十字花科霜霉病菌的ITS序列构建系统进化树,结果表明二者与寄生在甘蓝和甘蓝型油菜上的霜霉菌以100%的支持率聚在同一分支。

青花菜C3H型锌指蛋白基因BoCCCH2的克隆与表达

以青花菜为材料,在克隆C3H型锌指蛋白基因BoCCCH2的基础上,研究该基因在不同器官及霜霉菌和灰葡萄孢菌侵染叶片中的表达模式。测序结果表明,BoCCCH2没有内含子,编码区全长为1 740bp,编码579个氨基酸,推导的蛋白质具2个ANK结构域和2种CCCH锌指结构,锌指结构的类型分别为C—X8—C—X5—C—X3—H和C—X5—C—X4—C—X3—H.反转录聚合酶链反应表明:BoCCCH2在根、叶、花茎、嫩角果、花蕾和花中均有表达,其中在根中的表达量最高;经霜霉菌和灰葡萄孢菌侵染后,该基因表达量均有不同程度的增加,其中在霜霉菌侵染下,表达量在24h后开始增加,72h时下降,而在灰葡萄孢菌侵染下,6h时的表达量最大,12h时开始缓慢下降。聚类结果表明,BoCCCH2与其他十字花科植物的同源序列聚为一类,支持率达100%,而与豆科、大戟科和蔷薇科等植物的序列处于不同分支。对BoCCCH2基因的克隆和表达分析为该基因功能研究奠定了基础。

结球甘蓝抗霜霉病基因连锁的SCAR标记开发

结球甘蓝霜霉病是由十字花科寄生霜霉菌引发的严重病害。本研究利用高代自交系‘R103’抗病亲本和‘S101’感病亲本及其F2分离群体,于霜霉病病发高峰期田间自然诱发抗性鉴定,由单基因显性控制。运用AFLP分子标记技术,结合BSA法,对双亲和2对抗、感基因池的筛选和验证,获得2个与结球甘蓝抗霜霉病基因相关的AFLP标记。204 bp BoRAAC/CAC标记转化为SCAR标记,发现在抗病亲本和抗病池中与感病亲本和感病池中条带只存在量上的差异,在抗性选择起中只能起辅助作用;191 bp BoRAAG/CTC标记(EU-635443.1),转化为SCAR标记,仅在抗病亲本和2个抗病池中获得目的条带,经F2群体单株验证后,与抗性位点的遗传距离为5.7cM。利用BoRAAG/CTC113标记对F1和BC1群体与多年苗期霜霉病抗性鉴定的20份结球甘蓝种质资源进行验证和筛选,该标记与品种(系)的霜霉病抗性吻合率达到95%,初步表明该标记可应用于早期结球甘蓝抗霜霉病抗性辅助选择。

青花菜褐茎病的症状及其病原鉴定

青花菜褐茎病是近年来浙江省青花菜产区发生的一种新病害。对全省青花菜褐茎病的症状进行调查研究,对典型症状样本的病原菌进行了分离培养、镜检,发现青花菜褐茎病的病原菌不可分离培养,为专性寄生菌;病样镜检后发现病原菌孢囊梗呈二叉状分枝,小枝末端尖细,孢子囊椭圆形或卵形,大小为（24~27）μm×（15~20）μm,卵孢子球形,黄褐色,厚壁,直径30~40μm;用青花菜的褐色发病组织对健康青花菜花球和植株进行人工接种能引起与田间青花菜褐茎病相同的症状;PCR扩增该病原菌的rDNA ITS序列并进行序列比对分析,发现该菌与寄生霜霉Hyaloperonospora parasitica相似度达95%以上,结合组织培养获得的病原形态特征,明确青花菜褐茎病病原为寄生霜霉（H.parasitica）。

青花菜钙依赖蛋白激酶基因BoCDPK1的克隆与表达

钙依赖蛋白激酶(calcium-dependent protein kinase,CDPK)为Ca^2+传感蛋白,在植物生长发育和逆境响应中起着重要作用。在克隆青花菜BoCDPK1基因的基础上,开展序列分析、系统发育分析和表达分析,为后续的基因功能鉴定和抗逆育种奠定基础。该研究以青花菜为材料,利用PCR法克隆1个CDPK基因,利用生物信息学对序列进行分析,并采用qRT-PCR研究该基因在霜霉菌和核盘菌侵染下的表达模式。测序结果表明,BoCDPK1的基因组DNA全长为2 414 bp,具6个内含子,编码区全长为1 647 bp,编码548个氨基酸;BoCDPK1有1个STKc和4个EF手性结构域。多序列比对结果表明,BoCDPK1与芸薹属植物同源序列的相似性最高,仅个别氨基酸残基存在差异,它们在系统发育树上聚于一组。qRT-PCR结果表明,BoCDPK1的表达受霜霉菌和核盘菌的诱导,表达量均呈现先上升后下降的规律。在霜霉菌的诱导下,BoCDPK1的表达量在72 h达最大值,为对照的3.4倍;而在核盘菌侵染下,BoCDPK1的表达量在36 h达最大值。该研究明确了青花菜BoCDPK1基因的序列特点、系统发育关系和表达特征。

不结球白菜抗病相关基因 BcCPR 1 的克隆和功能分析

[目的]本文旨在探究BcCPR 1基因对灰霉菌的抗性及对霜霉菌和非生物胁迫的响应。[方法]采用同源克隆方法从不结球白菜中克隆BcCPR 1基因CDS序列;利用MEGA 7软件对其进行同源性分析;利用农杆菌介导法在烟草中进行亚细胞定位研究及转基因拟南芥植株的获取;利用RT-qPCR技术,对BcCPR 1基因在生物及非生物胁迫处理下的表达水平进行分析。[结果]BcCPR 1基因含有1个1221 bp的开放阅读框(ORF),编码406个氨基酸,与同属的甘蓝和芜菁进化关系最相近,分别为97.54%和92.66%。亚细胞定位结果显示,BcCPR1蛋白定位在细胞膜上。霜霉菌、脱落酸(ABA)、茉莉酸甲酯(MeJA)、水杨酸(SA)和盐处理BcCPR 1基因均有响应,并存在时间表达差异。过表达BcCPR 1基因的转基因拟南芥对灰霉菌抗性增强,同时茉莉酸(JA)途径标记基因PDF 1.2表达量显著上升。[结论]BcCPR1蛋白定位于细胞膜,主要通过茉莉酸(JA)途径调节过表达拟南芥对灰霉菌的抗性,对霜霉菌及非生物胁迫均有响应。