烟草过氧化氢酶基因CAT1的克隆及表达特征分析

基于GeneBank中已有的植物Catalase 1(CAT1)基因序列设计烟草CAT1的特异性引物,通过RT-PCR扩增克隆获得Nicotiana tabacum var.NC89 CAT1全长mRNA序列,编码492个氨基酸残基。遗传进化分析显示烟草CAT1与N.benthamiana CAT1基因亲缘关系最近。利用real-time RT-PCR技术分析了CAT1基因在烟草中的组织表达特异性和烟草NC89应对生物和非生物胁迫的表达差异。结果表明CAT1基因在烟草NC89的根、茎、叶、花瓣、花萼、种子中均有表达,其中在根部表达量最低,在叶中相对表达量最高。生物和非生物胁迫处理烟株,其CAT1诱导表达分析显示,机械损伤、渗透压、低温和高温、干旱、和感染TMV CAT1表达量上调,紫外胁迫下表达量下调。上述研究表明烟草CAT1基因可能参与了植物的生长发育、应对非生物和生物胁迫的过程。

烟草提取物对十一种植物病原真菌的抑制作用

采用菌丝生长速率法研究烟叶95%乙醇提取物和正己烷提取物对苹果腐烂病菌等11种植物病原真菌的抑菌活性,并通过液相色谱及气质联用色谱对烟叶提取物中多酚类、黄酮类、萜烯类等抑菌活性成分进行测定。实验结果表明,0.5 g/m L(工作浓度5 mg/m L)的两种溶剂提取物对11种病原真菌的菌丝生长均有抑制作用,其中对苹果腐烂病菌(V.mali)的抑制作用最强,且同浓度的正己烷提取物的抑菌活性优于95%乙醇提取物。根据不同材料提取物及几种纯物质溶液的抑菌特点,推测西柏三烯二醇可能是烟叶提取物中主要的抑菌活性物质。

一株对TMV和PVY具有拮抗活性生防菌的筛选与鉴定

【目的】筛选对烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)和马铃薯Y病毒(Potato virus Y,PVY)具有显著拮抗活性的菌株。【方法】从山东诸城等植烟区采集烟草病毒病高发区健康烟株中烟100(Nicotianatabacum var.Zhongyan 100)的根际土壤,分离抗TMV的活性菌株,通过生理生化测定和分子鉴定确定菌株。采用Real-time PCR技术定量检测该菌株对TMV和PVY的抑制作用进一步验证该菌株的抗病毒活性。田间试验进行3个处理,菌液与病毒混合,2 h后接种(I),喷菌液2 h后接种病毒汁液(II),接种病毒汁液2 h后喷施菌液(III),以8%宁南霉素和肥皂水分别与等体积病毒汁液混合为阳性对照,以LB培养基与病毒汁液混合为空白对照。利用菌株发酵液对剪刀上病毒的钝化作用进行验证试验。【结果】筛选到的菌株通过枯斑寄主半叶法显示其对TMV的抑制效果达98%以上,命名为4A1,分子鉴定结果显示该菌株16S rDNA序列与Pseudomonas monteilii的16s rDNA序列同源率达到99%;菌株4A1为革兰氏阴性,氧化酶、淀粉水解VP、吲哚等反应为阴性,明胶液化、葡萄糖反应为阳性,能运动,确定该菌株为蒙氏假单胞菌(P.monteilii)。Real-time PCR检测结果显示其发酵液对TMV、PVY具有显著的抑制活性。田间试验结果显示,处理I可有效降低大部分病毒侵染,TMV和PVY发病率分别为5.3%和7.7%,病情指数分别为0.8和2.9;处理II可显著减少TMV和PVY的侵染几率,发病率分别为33.3%和36.7%,病情指数分别为4.2和6.0;处理III烟株发病率为95.0%和92.0%,病情指数为24.5和20.1;CK组TMV、PVY发病率分别为99.3%和95.4%,病情指数为别为38.6和45.1。菌株对剪叶工具的处理,钝化病毒效果可达95%以上,防效显著高于其它处理。【结论】在烟叶生产上,该菌株可以作为生产工具的生物消毒剂和抗病毒剂。

高温介导N基因对TMV免疫丧失的代谢轮廓分析

高温(>28℃)可引起含N基因的免疫寄主对TMV抗性丧失,导致TMV系统侵染。本研究以枯斑三生(Nicotianatabacum var.Samsun NN)烟草为研究材料,采用代谢组学方法,系统研究25℃和31℃条件下,TMV未侵染和TMV侵染12 h、24 h和48 h枯斑三生烟草的代谢差异。应用气相色谱与质谱联用(GC-MS)技术,结合主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘-判别分析法(OPLS-DA)对不同温度下代谢产物的差异性进行分析。结果表明:GC-MS技术共检测到49种代谢物包括氨基酸类、糖类、有机酸类、脂肪酸类、醇类以及多胺类等。在25℃常温条件下,TMV侵染枯斑三生烟引起苹果酸、水杨酸、γ-氨基丁酸、脯氨酸和乙醇胺等代谢物含量上调,而在31℃高温处理N基因失活后,TMV侵染导致组织蔗糖和肌醇含量下调、葡萄糖和果糖含量上调以及伴随氨基酸类含量普遍上调。