雷帕霉素靶蛋白途径对植物生长发育及抗病防御的影响

在真核生物领域,雷帕霉素靶蛋白的结构和功能展现了显著的保守性。其在植物体内作为信号与代谢网络的核心调节因子,对多种信号(包括营养、生长因子、能量、病原体等环境因子)作出响应,协调细胞的生长发育与抗病防御过程。该文深入探讨了植物TOR途径在胚胎发育、幼苗生长、叶片扩展、开花、衰老等生命周期各阶段及抗病防御过程中所发挥的调控作用。该研究成果不仅对于植物TOR途径未来的研究方向及其在农业生产中的应用具有重要的理论与实践价值,同时也为寻找新型植物抗性基因、实施新的抗病策略及培育优质高产作物提供了关键的参考依据。

一种真菌细胞壁粗提液对采后葡萄果皮几种抗病防御酶的影响

从葡萄采后致病菌Alternariaalternate(Fr.)Keissl的细胞壁中提取细胞壁混合物浸泡处理果实后,测定采后葡萄果皮几种抗病相关酶的变化。结果表明:葡萄经真菌细胞壁提取物处理后,其果皮内与抗病有关的过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性显著增强,其中以125mg/L处理的效果最佳。

RNAi在哺乳动物抗病防御中的应用及研究进展

RNAi具有特异性的抑制甚至关闭相关序列基因表达的特点,现已应用于哺乳动物重大传染病治疗、肿瘤治疗、基因功能研究和新基因的发现等领域.本文主要对RNAi在哺乳动物抗病防御中的作用机制、重大疾病的探索、研究新进展及其应用前景等方面作一较为全面的综述.

细胞核质转运及其受体在植物抗病防御反应中的调控作用

植物病害严重威胁全球粮食生产,研究植物对病原菌防御机制和病原菌对寄主作物的侵染过程和分子机制,有助于改良植物种源使其获得持久抗性。近年来,日渐增多的研究表明,一些抗病蛋白需要转移到细胞核内才能启动免疫反应,进而发挥抗病防御作用,而细胞核质转运受体是实现这些抗病蛋白核质转运必不可少的"载体"。因此,细胞核质转运及转运受体在抗病防御中发挥重要作用。该文在介绍植物抗病防御反应机制的基础上,综述了细胞核质转运及核质转运受体在植物抗病防御反应中的作用研究进展,并对未来的研究方向进行了展望。

尖孢镰刀菌侵染下香蕉幼苗抗病生理响应研究

香蕉枯萎病由土传病菌尖孢镰刀菌侵染引起,为探究病原菌侵染过程中香蕉植株的抗病生理响应,本研究利用温室培养植株接种病原菌的方法,测定病原菌侵染之后叶绿素含量、抗病防御酶活性、总酚含量、木质素含量、可溶性糖含量和氨基酸含量。结果表明:(1)随着病原菌的侵染,叶绿素含量显著降低。在侵染第16天时,发病植株叶绿素含量相对于健康植株降低44%;(2)病原菌侵染之后,植株各部位抗病防御酶苯基丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性显著提高;(3)随着病情的加剧,酚类物质和木质素逐渐在植株体内累积;(4)病原菌侵染之后,香蕉植株叶片和假茎可溶性糖含量显著增加,但根系可溶性糖含量显著降低。当植株发病等级为I级时,叶片和假茎可溶性糖含量增加至未侵染植株的1.53和1.62倍,根系可溶性糖含量降低至未侵染植株的67%;(5)当植株发病等级为II级时,叶片和假茎氨基酸含量分别增加至未侵染植株的的3.01、5.38和1.99倍。综上所述,病原菌侵染之后,香蕉植株会通过提高抗病防御酶活性,合成抗病物质酚类和木质素,同时,也会主动累积可溶性糖和氨基酸,来缓解由于病原菌侵染之后所造成的渗透胁迫。

番茄几种挥发性组分对番茄灰葡萄孢的抑制作用

采用孢子悬滴培养法,测定番茄几种挥发性组分对番茄灰葡萄孢(Botrytis cinerea)孢子萌发及菌丝生长的抑制作用.结果表明各挥发性组分对灰葡萄孢均有抑制作用,抑制率的大小依次为挥发醛、芳香族化合物和萜类化合物.10 μmol/L的(E)-2-己烯醛和壬烯醛可完全抑制孢子萌发和菌丝生长,4 μmol/L的丁子香酚和10～20 μmol/L的水杨酸甲酯使病菌菌丝异常生长.本研究为番茄挥发性物质在其抗病防御反应中的作用提供理论依据.

空间声场对水稻抗纹枯病的生理效应

目前,国内外研究主要集中于空间声场对农作物生长发育、产量的影响,而基于空间声场对农作物防治病害的研究很少见于报道,尤其利用声场诱导农作物抗病机理知之甚少.文中选用水稻品种Tetep,通过声波刺激和接种纹枯病菌,测定并分析了水稻生理指标的变化.结果显示:声波产生的空间声场降低水稻病情指数达3.82%,相对防治效果减轻21.35%;显著提高了根冠干重比;增强了超氧自由基(O2.-)对纹枯病菌的响应速度,降低了丙二醛(MDA)含量;增强了苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)及超氧化物歧化酶(SOD)的活性,表明利用声波产生的空间声场可以增强水稻对纹枯病菌的抵抗能力.根据文中及国内外研究,提出了"可塑性育种"新概念.

松材线虫侵染对马尾松基因表达的影响

病菌侵害影响寄主植物抗性相关基因的表达水平及其系统抗性,松材线虫侵染马尾松后导致其最终枯萎死亡的过程也与基因表达变化有关。为研究该变化,本文检测了松材线虫侵染后的马尾松针叶中信号转导、防御、细胞代谢相关基因的表达情况。结果显示:松材线虫侵染致使马尾松针叶中多个基因表达下调,这些基因包括信号转导相关的钙结合蛋白、类受体蛋白激酶基因,抗病防御相关的烟碱酰胺合成酶、几丁质酶、脱水响应蛋白的编码基因,DNA复制相关的DNA/RNA聚合酶超家族蛋白的编码基因,以及细胞解毒作用相关的细胞色素P450单加氧酶超家族和细胞色素P450基因。由此可见,松材线虫侵染致使马尾松中的信号传递与抗病防御相关的基因表达受到抑制,破坏其系统抗性。

H_2O_2对陈化马铃薯切片抗氰呼吸的诱导作用研究

研究了 H2 O2 对陈化马铃薯切片抗氰呼吸的诱导作用 .用切片和纯化线粒体进行测定的结果均表明外源 H2 O2 (5 .0 mmol/ L)处理对陈化马铃薯切片的总呼吸只有微弱的影响 ,但却可以明显诱导切片的抗氰呼吸 ,并显著提高抗氰呼吸对总呼吸的贡献 .应用交替氧化酶的单克隆抗体进行 Western杂交的结果表明 ,H2 O2 处理可以增强陈化马铃薯切片中交替氧化酶的表达 ,表明 H2 O2 对抗氰呼吸的诱导作用与其对交替氧化酶表达的诱导有关 .抗氰呼吸可能参与了 H2 O2

Effects of Exogenous Salicylic Acid Derivative on the Resistance to TMV and Activity of Defense Enzymes of Tobacco

[Objective] This study aimed to evaluate the effects of exogenous salicylic acid derivatives on tobacco resistance to TMV and activity of defense enzymes. [Method] The tobboco leaves were treated by exogenous salicylic acid derivatives. Then, the disease occurrence was observed, and the activity of phenylalanin ammo- nia lyase （PAL） and peroxidase （POX） were measured. [Result] Exogenous salicylic acid derivative increased the activities of PAL and POX, while did not influence the resistance to TMV. [Conclusion] The result provides a theoretical basis for the study of plant disease resistance mechanisms.

玉米类病斑突变体Lmm18的表型与初定位分析

发掘玉米抗病种质资源,克隆抗病基因并解析玉米抗病机制,是玉米抗病性品种改良的基础。类病斑突变体(Lesion mimic mutant,Lmm)是一类在没有病原菌侵染或其他外界刺激情况下,表现出类似病害所致自发性坏死斑的突变体,是研究植物抗病机制的重要材料。对类病斑突变体Lmm18进行表型鉴定和基因初定位。该突变体首先在叶尖部表现类病斑坏死表型,坏死斑随着生长沿叶脉逐渐扩展增多,最后遍及整个叶片。通过二氨基联苯胺(3,3’-diaminobenzidine,DAB)染色,发现Lmm18中过氧化氢含量相较于野生型明显增多。此外,抗病标志基因PATHOGENESIS-RELATED 1(PR1)和PR5在Lmm18中显著上调,表明该突变体启动了抗病防御反应。遗传分析表明,该性状由显性单基因控制。利用B73与Lmm18杂交构建的F_(2)群体进行BSR-Seq(Bulked Segregant RNA-Sequencing)分析及连锁标记定位,将LMM18基因初步定位到2号染色体1.23 Mb的区间内,该研究为后续克隆该基因并解析其介导的抗病防御调控机制奠定了基础。

大丽轮枝菌蛋白激发子PevD1诱导棉花抗病性及作用机理

PevD1是一种大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)分泌蛋白,具有激发烟草过敏反应(HR)和系统获得性抗病(SAR)的功能。为明确蛋白PevD1诱导棉花抗病性及其作用机制,本文利用大肠杆菌表达、纯化的PevD1诱导棉苗植株,检测棉苗对大丽轮枝菌的抗性及免疫应答反应。结果表明,大肠杆菌表达的PevD1重组蛋白不是棉花品种"新陆早42号"的致萎因子,叶片注射8μg/mL PevD1蛋白诱导3 d后根部接种大丽轮枝菌,15 d后PevD1处理组病害减轻率达35.04%。PevD1能诱导棉花叶片抗性早期信号分子H_2O_2产生和NO积累,维管束细胞壁加厚、木质素和酚类物质的积累。另外,PevD1处理能提高防御酶PAL、POD和PPO活性,提高棉花抗性基因和木质素合成相关基因PAL、C4H1、4CL的转录水平。说明PevD1通过激发棉花免疫系统而提高抗病性,该研究不仅为利用PevD1蛋白激发子控制棉花黄萎病提供了科学依据,同时也为阐明棉花与大丽轮枝菌互作机理提供了理论基础。

花生AhLRPK1基因的克隆及生物信息学分析

植物受体蛋白激酶参与植物的生长发育,抗逆抗病防御反应、细胞分化、在宿主与病原菌互作过程中起着重要的作用。目前在花生上蛋白激酶基因研究较少。本研究基于前期多态性SNP标记的开发和QTL定位,获得了一个抗青枯病候选蛋白激酶基因;通过RT-PCR克隆技术获得了一段长为2 154 bp的ORF序列,暂命名为AhLRPK1;采用生物信息学方法预测并分析AhLRPK1基因编码的蛋白质常规理化性质,跨膜结构域、进化分析和高级结构等。结果表明AhLRPK1基因编码717个氨基酸为稳定的亲水性蛋白,含有一个信号肽、跨膜结构域、多个LRR基序以及一个激酶结构域;与拟南芥LRR亚家族进化同源性分析显示AhLRPK1属于LRRⅤ亚家族,与拟南芥的AT3G13065蛋白亲缘关系最近;AhLRPK1基因在花生基因芯片中表达模式分析表明,在茎和花中的表达量最大,在青枯菌诱导情况下,AhLRPK1基因在抗感花生品种中都表现出下调表达的趋势,AhLRPK1基因受乙烯利表达下调。这些结果有助于进一步验证其生物功能。