小麦抗条锈病过敏性坏死反应中的活性氧代谢

【目的】探讨活性氧在植物抗病菌侵染反应中的作用。【方法】以小麦洛夫林13为供试植物,条锈病菌单孢菌系CY23-2、CY25-8和CY29-3为供试病菌,从小麦与条锈病菌之间典型的过敏性坏死反应(HR)中,探讨活性氧的积累、保护酶系活性变化和原生质膜的透性改变与过敏性坏死反应(HR)的关系。【结果】不亲和条锈病菌CY23-2和CY25-8侵染可引起小麦叶片内2个活性氧的积累高峰,分别出现在接种后第2天和接种后第5～6天。亲和条锈病菌CY29-3的侵染只引起1个活性氧积累高峰,出现时间与不亲和互作的第2个活性氧高峰期一致。不亲和互作中,小麦叶片上产生过敏性坏死反应只出现在第1次活性氧突增之后,表明第1次活性氧突增与HR的产生有关;伴随着小麦叶片中强度极高活性氧的突增,叶片细胞原生质膜遭到破坏,细胞内物质外渗,细胞不久死亡。表明高强度活性氧突增会导致细胞的死亡;对2种互作体系中可清除活性氧的酶系(超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶)活性分析可知,接种后第2天活性氧突增的主要成分是H2O2,接种后第6天活性氧突增的主要成分是O2.-。【结论】H2O2是HR发生的主要信号物,超氧阴离子O2-.等在细胞死亡中起着关键的作用。

小麦-叶锈菌互作的细胞间隙液对细胞过敏性坏死的诱导效应

小麦－叶锈菌互作的细胞间隙液对细胞过敏性坏死的诱导效应王冬梅，王智忻，刘娟（河北农业大学农学系，保定０７１００１）ＴＨＥＥＦＦＥＣＴＯＦＨＹＰＥＲＳＥＮＳＩＴＩＶＥＲＥＡＣＴＩＯＮＯＦＣＥＬＬＩＮＤＵＣＥＤＢＹＩＮＴＥＲＣＥＬＬＵＬＡＲＷＡＳＨＩＮＧ...

小麦-秆锈菌互作中的激发子对小麦过敏性坏死反应和防御酶活性的诱导

小麦接种高度非亲和性的小麦秆锈菌后，在其细胞间隙液（IWF）中可能存在激发子。通过硫酸铵沉淀法将其分级，再将各分级沉淀蛋白溶液注射到高度非亲和性互作小麦叶片中，观察过敏性坏死反应（HR）和过氧化物酶（POD）及苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性变化。结果表明：激发子成分主要集中在50％～80％硫酸铵沉淀蛋白部分中，能明显诱导叶片发生过敏性坏死反应；40μg／mL的该分级沉淀蛋白溶液处理小麦叶片后，PAL和POD活性在早期已有显著增加，分别在诱导处理后36h和60h左右出现最高峰，较对照分别增加了37．47％和78．20％。

水杨酸和乙烯对依赖于Cf基因的过敏坏死的调控作用

通过农杆菌 (Agrobacteriumtumefaciens)介导的方法将互补Avr/Cf基因对同时在烟草叶片中表达 ,可以导致过敏性坏死反应。以水杨酸积累缺失型nahG和乙烯不应型etr1 1转基因烟草植株为材料 ,对水杨酸和乙烯在依赖于番茄Cf 4和Cf 9基因的过敏坏死中的调控作用进行了比较研究。结果表明 ,nahG植株产生的依赖于Cf 4的过敏坏死反应强度与野生型相似 ,依赖于Cf 9的坏死反应则明显轻于野生型。转etr1 1基因植株产生的依赖于Cf 4和Cf 9的坏死反应均轻于野生型 ,与依赖于Cf 4的坏死反应相比 ,转基因植株中依赖于Cf 9的坏死反应比野生型的减轻程度更显著。这些结果说明水杨酸可能对依赖于Cf 9的过敏坏死起重要调控作用 ,但对依赖于Cf 4的无此作用 ;而乙烯则对两者依赖性过敏坏死均起调控作用。

小儿过敏性紫癜血瘀证与TNF-α、Ⅳ-C的相关性研究

目的:观察小儿过敏性紫癜(HSP)血瘀证的临床特征及其与肿瘤坏死因子α(TNF-α)、Ⅳ型胶原(Ⅳ-C)的相关性。方法:采用问卷调查形式采集167例HSP[其中紫癜性肾炎(HSPN)94例]患儿血瘀证临床指标,采用计分法评定血瘀证积分;放射免疫法测定75例患儿TNF-α(血、尿)、Ⅳ型胶原(血、尿)等。结果:①167例病人中117例(70.06%)为血瘀证,非血瘀证者50例(29.94%);②出现频率在10%以上的症状依次为皮肤紫癜(73.65%)、血尿(35.93%)、腹部、关节疼痛或疼痛拒按(27.54%)、舌质紫暗(37.13%)和/或舌体瘀斑瘀点(13.17%)、舌下静脉曲张(26.95%)、面色不泽(20.96%)、鼻衄(15.57%),皮肤粗糙(14.37%)。③血瘀证组中PT、FIB、D-dimer、血清白蛋白、胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白、24小时尿蛋白定量和尿微量白蛋白与非血瘀证组对比差别有统计学意义(P<0.05);④血瘀证组血、尿TNF-α及尿Ⅳ-C水平明显高于非血瘀组(P<0.05);⑤血、尿TNF-α水平与FIB正相关(P<0.05,P<0.01)。⑥血TNF-α与D-dimer正相关,尿Ⅳ-C与尿TNF-α水平正相关(P<0.01)。结论:HSP、HSPN血瘀证出现频率较高,其临床症状、体征除皮肤紫癜、腹痛和/或关节痛、尿血外,以望诊内容舌象、面色、皮肤粗糙为主;炎症因子TNF-α与血瘀证的形成密切相关,尿Ⅳ-C水平与尿TNF-α水平正相关。尿Ⅳ-C水平与血瘀证相关。检测尿TNF-α、Ⅳ-C对HSPN血瘀证中医辨证的客观化有一定的参考意义。

水稻类受体激酶基因OsBAK1L调控细胞坏死机制

拟南芥类受体激酶BAK1(BRI1-associated kinase 1)在调控生长发育和免疫信号中有十分重要的作用。本研究选择水稻中BAK1的同源基因LOC_Os03g49620.4,将它暂命名为OsBAK1L并探索其结构和功能。结果表明,OsBAK1L定位于细胞膜,是SERKL(Somatic embryogenesis receptor kinase like)家族成员。OsBAK1L-RNAi转基因水稻中OsBAK1L下调表达。接种细菌性条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzicola)菌株Rs105后,转基因苗与受体9804-Rxo1都表现过敏性反应(hypersensibility response,HR),但转基因苗HR推迟。此外,HR相关基因OsMPK13(Mitogen activated protein kinase 13)表达模式与HR变化趋势一致,在转基因苗中皆出现推迟现象。上述结果表明:OsBAK1L可能通过调节OsMPK13表达而推迟9804-Rxo1对细菌性条斑病菌的HR反应。

樟树溃疡病菌糖苷水解酶基因LtGH88的克隆与表达

【目的】可可毛色二孢(Lasiodiplodia theobromae)是樟树溃疡病的主要致病菌。糖苷水解酶是病原菌与寄主植物互作过程中的关键因子。对可可毛色二孢糖苷水解酶基因LtGH88进行克隆与表达分析,为研究LtGH88在樟树溃疡病菌致病机制中的作用奠定基础。【方法】采用PCR方法从可可毛色二孢侵染樟树枝干组织中获得LtGH88基因的CDS序列,运用生物信息学方法分析预测编码蛋白的特征和功能,通过qRT-PCR测定LtGH88在可可毛色二孢侵染樟树过程中的表达量;再利用农杆菌介导的烟草瞬时表达技术初步分析LtGH88基因的功能。【结果】LtGH88基因编码序列长度为1152 bp。其编码蛋白相对分子质量约为42.8 kDa,等电点(pI)为4.56,二级结构由49.09%的α螺旋、11.23%的延伸链和34.99%的无规则卷曲组成。蛋白N端包含18个氨基酸组成的信号肽,属于糖苷水解酶88(GH88)家族,能酶解果胶物质。LtGH88基因在樟树溃疡病菌侵染早期显著表达,不引起本氏烟叶片细胞坏死,且可抑制Bax引发的烟草叶片过敏性坏死反应。【结论】糖苷水解酶LtGH88可能通过抑制寄主免疫反应促进溃疡病菌可可毛色二孢在樟树枝干中的侵入和定殖。

微丝骨架解聚剂在小麦-黄瓜白粉菌非寄主互作中的作用

【目的】阐明微丝骨架在小麦非寄主抗病性中的作用。【方法】以小麦-黄瓜白粉菌非寄主互作体系为研究对象,通过台盼蓝、DAB和考马斯亮蓝染色法研究了小麦叶片经微丝骨架解聚剂处理后过敏性坏死、H2O2及乳突形成的变化。【结果】黄瓜白粉菌在小麦叶面上萌发明显滞后且附着胞多畸形。药剂处理后,过敏性坏死反应和H2O2的产生及乳突的形成均明显受抑,产生率均显著降低。白粉菌的侵入率明显提高,并且能形成吸器,偶尔还产生次生菌丝。【结论】微丝骨架参与了小麦的非寄主抗病性反应,骨架的聚合为抗病性反应的发生所必须。

活性氧和一氧化氮在植物抗病反应中的作用

活性氧和一氧化氮是生物体内普遍存在的信号分子 ,参与多种生理功能的调控 ,对生物体正常生长发育具有重要意义。最近的研究认为 ,在环境条件胁迫下 ,植物体也能通过类似哺乳动物体内 NADPH氧化酶和一氧化氮合酶途径产生活性氧和一氧化氮。活性氧和一氧化氮在植物抗病反应中具有直接杀伤病原物、参与细胞壁的氧化交联、激活抗病相关基因的表达和依赖转录的防卫反应、诱导寄主细胞过敏性坏死等重要作用。

苜蓿种质资源对锈病的抗性研究

为获得优良苜蓿（Medicago）抗锈病种质.在实验室条件下,用喷洒夏孢子悬浮液的方法对国内外85份（国内54份、国外31份）苜蓿种质材料进行人工接种,并根据病情指数对其苗期抗锈性进行筛选和评价。结果表明：不同苜蓿种质材料间对苜蓿锈病的抗病性存在较大差异,病情指数变化范围在29.25%～70.65%;没有对苜蓿锈病免疫的种质;丹麦的‘庞迪苜蓿＇抗锈性最强;中抗材料10份,其中国内4份,国外6份;中感材料55份;高感材料19份,其中感锈性最强的是‘陇东＇天蓝苜蓿。从46份苜蓿种质材料中筛选出了过敏反应型抗锈单株,不同种质中抗锈单株的过敏反应等级不同。

小麦慢条锈性表达的超微结构特征

用透射电镜研究了小麦品种慢条锈性表达的超微结构。结果表明,慢锈性具有与低反应型抗锈性相同的过敏性坏死反应特征,但慢锈品种中寄主叶肉细胞坏死数目较少,仅部分地阻抑了病菌的扩展,病菌受抑、坏死程度轻。慢锈品种寄主细胞对病菌入侵的反应除发生过敏性坏死反应外,还产生了防卫反应结构物质,但此物质明显比抗病品种的少。因此认为慢锈性可能与小种专化抗锈性具有相似的机制,只是强度较低。

番茄细菌性斑点病菌无毒基因研究进展

番茄细菌性斑点病是影响番茄产量和品质的重要病害,Pseudomonas syringaepv.tomato(Pst)为其病原菌,其与番茄的互作系统是研究植物抗感病机理的典型模式系统。Pst存在2种无毒基因:avrPto和avrPtoB,它们编码的蛋白质均能与番茄抗性基因Pto编码的Ser-Thr蛋白激酶互作,符合Flor"基因对基因"学说。AvrPto和AvrPtoB在表达Pto的抗性植物中,与Pto互作,表现无毒功能,引发植物防御反应;而在缺失Pto的感病植物中,它们具有毒性,促进细菌的生长。本文综述了番茄细菌性斑点病菌无毒基因avrPto及avrPtoB的结构特点及其功能,这有助于了解病原物与植物的互作机制,对认识植物的感病性、抗病性以及植物防御反应都具有重要意义。

杨树与叶锈菌互作中的细胞程序性死亡

用落叶松-杨栅锈菌(Melampsora larici-populina)菌系Gl052和Sb052分别接种抗病川杨(Populus szechuanica)与感病太白杨(P.purdomii)叶片,对叶肉细胞核进行荧光染色观察及基因组DNA Ladder条带检测,初步探讨杨树与锈菌互作过程中的寄主细胞程序性死亡进程。结果表明:抗病品种川杨受落叶松-杨栅锈菌侵染后有过敏性坏死现象,DNA Ladder检测发现有降解的DNA小片段,染色观察发现接种0.5dpi细胞核开始发生变化,3～4dpi细胞核裂解,7dpi细胞核消失,表现出明显的细胞程序性死亡特征,在DNA电泳图谱上观察到明显的梯状DNA条带。感病品种太白杨受该叶锈菌侵染后未检测到降解的DNA小片段,荧光染色观察细胞核也未明显变化,未明显表现出PCD特征。

番茄抗叶霉病的生理指标分析

为明确番茄叶霉病过敏性坏死反应中的活性氧代谢、细胞保护酶和激素含量的变化,通过对番茄叶霉病抗病材料HN19(含Cf-19)、HN42(含Cf-11)、Ontrio7516(含Cf-5)和感病材料Money Maker(含Cf-0)分别接种叶霉菌生理小种1.2.3.4。结果表明:在接种72 h后,不亲和互作体系(抗病材料)出现坏死斑,番茄叶片活性氧的积累在接种后3、15 d出现2个峰值,而亲和互作体系(感病材料)只在接种后5 d产生1个峰值。不亲和互作体系中,第1次活性氧含量的高峰伴随着过敏性坏死反应(HR),表明高浓度的活性氧会导致细胞死亡。通过对亲和互作及非亲和互作体系中的细胞保护酶系(超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶)活性及激素(乙烯、水杨酸、脱落酸)含量分析发现,含有不同Cf基因的番茄品种在活性氧的积累、细胞保护酶活性及激素含量上存在相对统一的变化规律。

番茄叶霉菌CfHNNI1基因5'端序列的功能分析

番茄叶霉菌(Cladosporium fulvum)CfHNNI1是一种寄主和非寄主抗病性的广谱激发子.但CfHNNI1cDNA序列是否为全长序列尚不明确.本研究构建了两个缺失不同长度5端序列的CfHNNI1序列结构,并研究了这些缺失型序列与坏死诱导功能之间的关系.研究结果表明,缺失包括ATG3在内的5端100bp序列,使缺失型CfHNNI1的翻译起始于ATG101,形成一个新的开读框,导致对番茄、烟草(Nicotiana tabacum)和N.clevelandii植株坏死诱导能力的完全丧失.而缺失所有在ATG273以前的4个ATG、长度为272bp的序列,但与ATG3处于同一密码框架中的缺失型CfHNNI1,丧失了诱发番茄、N.clevelandii以及N.paniculata产生坏死反应的能力,却仍能诱发N.tabacum,N.benthamiana,N.langsdorfii,N.glutinosa及N.solanifolia等5个Nicotiana种的植株产生明显坏死反应.这些结果说明,以ATG3为起始密码子的开读框是CfHNNI1真正开读框;5端272bp序列在诱导产生坏死反应中的作用因植物对象而异.

茶叶所解析茶树抗炭疽病机制

近日,中国农业科学院茶叶研究所茶树遗传育种团队明确了过敏性坏死和活性氧代谢是茶树抵御炭疽菌侵染的重要方式。相关研究结果已在线发表在《园艺学研究(Horticulture Research)》上。

茶叶所解析茶树抗炭疽病机制

中国农业科学院茶叶研究所茶树遗传育种团队明确了过敏性坏死和活性氧代谢是茶树抵御炭疽菌侵染的重要方式。相关研究结果已在线发表在《园艺学研究(Horticulture Research)》上。

寡聚糖诱导黄瓜对白粉病抗病反应的超微结构研究

中科6号(2％氨基寡糖素)处理黄瓜植株叶片，5d后接种白粉菌Sphaerotheca fuliginea(Schlecht.)Poll．，可诱导黄瓜Cucumis sativus L．产生对白粉病的抗病性，寄主细胞对病原菌的侵入产生了防卫反应结构和物质以及过敏性坏死反应。表现为寄主细胞壁加厚，染色加深，寄主细胞壁下产生多层次结构的乳突，在寄主细胞壁与质膜之间有黑色物质沉积；吸器外质膜皱褶，