两个烟草赤星病抗源的遗传分析

以高抗赤星病烟草品种净叶黄(JYH)、Beinhart1000-1(Beinhart)和感病品种NC82为材料分别构建了2个杂交组合的P1、P2、F1、F2四世代群体,成熟期赤星病菌人工接种鉴定后,采用主基因+多基因混合遗传模型对JYH和Beinhart两个材料进行抗性分析,结果表明,两者的赤星病抗性均受两对加性-完全显性主基因+加性-显性多基因控制。组合1的加性效应以第1对主基因为主,且多基因的加性效应大于显性效应;组合2的两对主基因负向加性效应相等,且多基因的显性效应大于加性效应;2个组合F2群体主基因遗传率分别为64.72%和63.88%,表明赤星病的抗性遗传以主基因效应为主,并且受环境影响较大。

水稻胡麻斑类似病危害转Bt稻“克螟稻”初报

于田间转 Bt稻“克螟稻”稻叶上观测到一种病斑 ,病斑中心和周围均呈褐色 ,长椭圆形与稻胡麻斑病类似 ,平板上分离到的病原菌菌丝呈灰褐色 ,菌丝有多个隔膜 ,分生孢子梗成丛 ,但在 PDA培养基上 ,产生的分生孢子特征与稻胡麻斑病不吻合。从为害级别和严重度上分析克螟稻对胡麻斑类似病的感病程度远远超过其亲本秀水 11。克螟稻叶片间发病速率增长迅速 ,而秀水 11叶片间发病速率增长缓慢。

用RAPD技术鉴定烤烟抗赤星病基因连锁标记

用49个RAPD引物对烤烟13个抗赤星病品种和15个感赤星病品种基因组DNA进行RAPD分析,找到了一个和烤烟抗赤星病表型密切相关的DNA片段,此片段长760bp,命名为S220-760。通过对长勃黄和净叶黄的RAPD分析表明,S220-760为13个抗病品种所共有和15个感病品种没有。因此,S220-760可作为烤烟抗赤星病基因紧密连锁的RAPD标记。这为下一步钓取烤烟赤星病基因的工作打下了基础。

小豆锈病、白粉病及褐斑病的抗性基因遗传分析

研究结果表明：（１）Ｓ５０３３种质具有抗锈病和抗白粉病基因，而京农２号具有对应的感病基因；（２）抗锈病和抗白粉病性均为显性，受一对基因控制；（３）经Ｘ２测验控制小豆褐斑病的基因有３对，它是一个数量性状，且具微效及累加作用；（４）对本研究所涉及的基因命名如下:１．抗锈性：ＸＸ，感锈性ｘｘ；２．抗白粉病性：ＢＢ，感白粉病性：ｂｂ；３．高抗褐斑病性Ｈ１Ｈ１Ｈ２Ｈ２Ｈ３ｈＨ３，高感褐斑病性ｈ１ｈ１ｈ２ｈ２ｈ３ｈ３。）、与中亲值（ＭＰ）也呈极显著正相关（ｒａｂ＝０．８７７），说明Ｆ１抗性强弱决定于亲本抗性。用高抗材料作为亲本之一的Ｆ１均表现为高抗，表明控制小豆的抗锈病的基因为显性遗传。抗为显性、感为隐性，用符号Ｘ、ｘ表示。２．１．３不同抗性基因杂交组合Ｆ２的表现作者对５个杂交组合的Ｆ２代单株抗、感分离比率进行了调查和统计分析（表４），结果表明：ＨＲ×ＨＳ、ＨＲ×Ｓ、Ｓ×ＨＲ接种后Ｆ２代各组合的Ｒ：Ｓ均符合３：１。由此表明，小豆对锈病的抵抗性受单个基因控制，从中抗、中感组合及抵抗性程度来看，还存在影响显性基因表达的增强子和减弱子修饰基因的作用，否则以上结果难以解释。若设对抗性程度起修饰作用的增强子为隐性，减弱子为显性。

抗赤星病烟草的防卫基因的表达与基因组DNA结构的变化

用赤星病菌 (Alternariaalternata)毒性菌株产生的AT毒素诱导烟草 ,可使寄主获得对赤星病 80 .4 %的系统抗性 ,比病菌弱毒株TBA16孢子诱导的效果高约 2 0 %。烟草品种NC89心叶叶碟在含AT毒素 60 %和 75%的MS培养基上经 2轮胁迫筛选和植株再生 ,得到抗病品系NC89 TT。用 5种防卫基因的cDNA探针检测了不诱导、受AT毒素诱导、受病菌弱毒株激发子诱导的NC89和诱导与不诱导的NC89 TT第 4代植株 5种基因的转录活性 ,结果表明 ,苯丙氨酸氨裂解酶(PAL)基因在NC89中不能组成型表达 ,可被AT毒素诱导激活 ,但不受激发子诱导 ;病程相关蛋白(PR蛋白 )PR 1a、查尔酮合成酶 (CHS)、脂氧合酶 (LOX)基因在NC89中表现为诱导转录或诱导后转录活性增强 ;这 4种基因都能在NC89 TT中组成型表达。几丁质酶 (CHT)基因在NC89中组成型表达 ,但受诱导后及在NC89 TT中表达丧失。烟草基因组DNA的随机引物扩增 (RAPD)测定表明 ,AT毒素诱导了DNA结构的明显变化 ;与亲本NC89相比 ,NC89 TT的基因组DNA显示明显的序列重排或核苷酸替换。

雪茄烟Beinhart 1000-1赤星病抗性的主基因+多基因混合遗传分析

【目的】揭示和明确雪茄烟品种Beinhart 1000-1抗赤星病的遗传规律。【方法】以抗病雪茄烟品种Beinhart 1000-1为父本、感病烤烟品种红花大金元为母本杂交、自交构建重组自交系群体F_(7),对各单世代(P_(1)、P_(2)和F_(7))的赤星病抗性采用混合遗传模型“主基因+多基因”进行遗传分析。【结果】重组自交系群体F_(7)赤星病抗性表型呈正态分布,表现典型的数量性状遗传,其最优遗传模型为4 MG-AI,受4对加性—上位性主基因控制、,第1对主基因的加性效应值最大(da=11.5371)、且主基因整体遗传效率为96.8392%。【结论】雪茄烟Beinhart 1000-1赤星病抗性遗传方式以主基因效应为主、环境效应小。因此,在烟草抗病育种过程中要重视利用主基因,应在早期世代对赤星病抗性性状进行选择。

柑桔链格孢褐斑病菌种群对嘧菌酯的抗性监测和抗性分子机制

为明确抗嘧菌酯（azoxystrobin）柑桔链格孢褐斑病菌在我国的分布、频率、抗性水平和抗性分子机制,从重庆、湖南、浙江、云南、广东和广西等有链格孢褐斑病发生的柑桔产区,收集了54个链格孢褐斑病菌（Alternaria alternata）菌株,通过刃天青染料显色法测定各菌株孢子萌发和幼菌丝生长对嘧菌酯的敏感性,扩增、测序和比较嘧菌酯敏感和抗性菌株嘧菌酯靶标Cytb基因部分序列。结果表明,嘧菌酯抗性菌系在各采样产区均存在,抗性频率在14%~42%之间,平均为30%,抗性系数为18~112。2个敏感菌株的Cytb基因编码的第143位氨基酸为甘氨酸,16个抗性菌株则为丙氨酸。因此认为,抗嘧菌酯的链格孢褐斑病菌在有褐斑病发生的地区普遍存在,抗性分子机制是Cytb基因的第143位氨基酸从甘氨酸突变为丙氨酸。基于本研究结果,建议在防治柑桔链格孢褐斑病时需谨慎选择QoIs类杀菌剂。

桑褐斑壳丰孢菌pmcamk基因的克隆与表达时相分析

钙/钙调素依赖性蛋白激酶(calcium/calmodulin-dependent protein kinases, CAMK)作为钙信号途径中的关键蛋白,在多种细胞过程中发挥重要作用。以桑褐斑壳丰孢菌(Phloeospora maculans)为研究对象,利用反转录PCR结合RACE技术克隆桑褐斑壳丰孢菌(Phloeospora maculans)钙/钙调素依赖性蛋白激酶基因pmcamk的序列全长,利用荧光定量PCR技术,研究pmcamk在桑褐斑壳丰孢菌侵染宿主后不同时期以及其分生孢子在水中萌发过程中的表达模式,以期深入了解桑褐斑壳丰孢菌Ca^(2+)信号转导途径与孢子萌发之间的关系。结果表明,pmcamk的cDNA序列全长为1 422 bp,由1 221 bp的开放阅读框和201 bp的3′非翻译区组成,GenBank登录号为MK713976。pmcamk开放阅读框共编码406个氨基酸残基,蛋白质分子质量约为45.5 kD,等电点为6.28。系统进化树分析表明桑褐斑壳丰孢菌与小麦叶枯病菌的CAMK同源性最高,属于CAMKⅠ类群并且聚类在同一进化分支。在桑褐斑壳丰孢菌侵染桑树的早期阶段(0.25、 0.5、1 d),pmcamk的表达量呈上升趋势,在侵染后2、3、4、6 d其表达量逐渐下降。这与不同时间阶段桑褐斑壳丰孢菌在水中萌发过程中pmcamk的表达趋势基本一致,推测PmCAMK在桑褐斑病菌孢子萌发过程中发挥着重要作用。

不同抗性烟草品系Rubisco及其活化酶对赤星病胁迫的响应

本研究以抗、感烟草品系JYH、CBH为试验材料,分析赤星病胁迫对光合作用和核酮糖-1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(Rubisco)、核酮糖-1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶活化酶(RCA)活性及基因表达的影响。结果表明,胁迫9 d,JYH的光合作用及Rubisco、RCA活性、基因表达水平和蛋白含量受到明显抑制。赤星病胁迫显著降低CBH的光合作用及Rubisco、RCA活性和蛋白含量,Rubisco大、小亚基基因(rbcL、rbcS)、RCA基因(rca)的相对表达量也持续下降。JYH的Rubisco、RCA活性、基因表达水平和蛋白含量均显著高于CBH。相关性分析结果显示,Pn与Rubisco、RCA活性及基因表达量呈显著、极显著正相关。在赤星病胁迫下,JYH可维持较高的Pn与Rubisco、RCA活性,从而具有较强抗性。

生防菌XNB-02的鉴定及其对烟草赤星病的防病机理

为获得防控烟草赤星病的优异生防资源,自青海省西宁市土壤样品中分离纯化获得细菌菌株,筛选对烟草赤星病菌Alternaria alternata有较好抑制作用的菌株,测定其对其他6种植物病原菌的抑制作用,采用形态学、生理生化特性和分子生物学对筛选的生防菌株进行鉴定,初步探究该菌株对烟草赤星病的抑菌机理、室内防效和促生作用,并测定该菌株发酵液的稳定性、体内生防相关基因及其对烟草体内抗病基因的影响。结果显示:经分离纯化共获得了5株菌株,其中生防菌株XNB-02对烟草赤星病菌有较好的拮抗效果,抑菌圈半径为10.33 mm;对其他6种植物病原菌也有较好的抑制作用。经鉴定生防菌株XNB-02为贝莱斯芽胞杆菌Bacillus velezensis。生防菌株XNB-02能促进烟草幼苗的生长,当其发酵液浓度为1×10~9CFU/mL时对烟草赤星病的防效达到61.82%。生防菌株XNB-02胞内粗提物能抑制烟草赤星病菌菌丝生长和孢子萌发,能改变菌丝和孢子的形态。温度低于90℃、pH 3~13、光照7 d、紫外照射240 min和蛋白酶K处理后,生防菌株XNB-02对烟草赤星病菌的抑制作用无明显变化。接种生防菌株XNB-02后,烟草中抗病基因被激活。生防菌株XNB-02体内存在表面活性素、伊枯草菌和芬原素等生防相关基因。表明生防菌株XNB-02具有开发为烟草赤星病生防制剂的潜力。

烟草抗赤星病主效QTL的候选基因初步筛选

为克隆烟草赤星病主效抗性QTL,在本实验室对抗性基因初步定位的基础上,以净叶黄与NC82组合产生的回交导入系群体BC3F2为材料,在目标区间内加密26个SNP分子标记,利用Mass ARRAY飞行质谱技术检测基因型,进一步缩小目标区间。进而利用生物信息学、RT-PCR等方法在DNA水平和RNA水平对候选基因进行了初步筛选。分析表明,主效抗病QTL所在区间被进一步定位在1.6 c M范围内,对抗感品种主效区间内基因进行DNA序列及生物信息学分析,最终将53M-1和54M-3基因确定为候选基因。两个候选基因在抗感品种中表达差异明显,分别为O-甲基转移酶和谷胱甘肽过氧化物酶类基因,与植物抗逆性相关,与烟草抗病性过程关系紧密。相关结果为进一步挖掘抗赤星病主效基因提供帮助,同时也对烟草赤星病抗性分子辅助改良具有重要意义。