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1.
利用实时定量PCR技术对小麦与叶锈菌互作过程中的钙调磷酸酶B类似蛋白相关基因的表达进行了检测分析。结果表明,在亲和组合接种后的16h,TaCBL1、TaCBL3、TaCBL4、TaCBL7基因的相对表达量明显增加,分别达到了对照的近8,2,4.5,14倍的水平,而在不亲和组合中,这4个基因在不同时间点的表达水平与对照相近;TaCBL2和TaCBL9的表达趋势在亲和组合和不亲和组合间大致相似,但在不亲和组合中其表达的峰值出现的时间要早于亲和组合;TaCBL6在2个组合的表达变化基本一致。以上结果初步表明,TaCBL可能参与了小麦抵抗叶锈菌侵染的基础防卫反应,其中TaCBL2和TaCBL9在抵抗叶锈菌侵染过程中发挥正调控作用,而TaCBL1、TaCBL3、TaCBL4和TaCBL7的高表达削弱了寄主的抗病性从而更利于叶锈菌的侵染。为进一步深入研究Ca2+信号通路中钙调磷酸酶B类基因在小麦与叶锈菌互作过程中的作用机制奠定了试验基础。 相似文献
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农杆菌介导瞬时沉默小麦HCP1的研究 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】建立农杆菌介导的瞬时沉默小麦HCP1的方法,为简便、快速、高效地研究小麦基因功能提供一种可靠的技术支持。研究HCP1在叶锈菌侵染过程中对H2O2的清除作用,为阐明小麦抗叶锈菌侵染中信号转导机制奠定理论基础。【方法】采用农杆菌注射法,将携带有peGFP载体的农杆菌注射到小麦叶片中,观察叶片中荧光强度及分布,分析外源质粒在小麦叶片中的表达情况。通过注射EHA105、LBA4404和C58C1 3种不同的农杆菌菌株,将HCP1的RNAi载体导入小麦叶片细胞中,利用半定量RT-PCR和实时荧光定量PCR检测HCP1瞬时沉默效率,并结合Rohringer染色分析,明确不同农杆菌对寄主叶片侵染能力的强弱,从而筛选出最适的试验菌株。在瞬时沉默的小麦叶片上,接种不亲和叶锈菌小种260,利用DAB染色,观察接种叶锈菌后叶片中H2O2的变化,分析HCP1在小麦与叶锈菌互作过程中的功能。【结果】叶片GFP荧光观察结果说明,在注射农杆菌48 h后GFP开始出现较高表达。RT-PCR和qRT-PCR结果表明,注射C58C1菌株的叶片12 h后,HCP1的表达量开始降低,并持续保持较低的表达量。注射EHA105菌株的叶片,在注射后72-96 h,HCP1的表达量迅速降低。而注射LBA4404菌株的叶片中HCP1的表达量基本没有变化。所以在3种不同农杆菌菌株介导的HCP1 RNAi转化中,沉默效率依次为：C58C1≥EHA105＞LBA4404。注射不同农杆菌菌株叶片的Rohringer染色结果发现,EHA105侵染后引起的HR反应较其他两种菌株明显,说明EHA105对小麦叶片具有较高毒性,会引起叶片产生防卫反应,C58C1菌株在具有较高的沉默效率同时,对叶片的毒性较小,因此选取C58C1作为最适的试验菌株;沉默HCP1的小麦叶片接种叶锈菌小种260后,通过DAB染色发现,接种24 h和48 h后叶锈菌侵染诱发的小麦叶片H2O2的分布及积累量均多于对照组。【结论】建立了农杆菌介导的瞬时基因沉默体系,选用C58C1农杆菌菌株作为试验菌株,在处理后72 h可达到沉默目的基因的效果。确定HCP1参与了小麦与叶锈菌互作过程中H2O2的清除途径。 相似文献
3.
通过组织化学方法对非寄主辣椒以及非亲和寄主小麦受小麦条锈菌侵染后的抗病性反应进行了比较研究。结果表明,小麦条锈菌在非寄主和非亲和寄主植物上都具有较高的萌发率,但是从气孔下囊的形成阶段开始差异明显。其中,小麦条锈菌在非寄主辣椒上形成的气孔下囊明显减少,吸器母细胞的形成数量也随之减少,且只能形成极少量的吸器,同时侵染点伴随有较多的H2O2积累和过敏性坏死反应(HR)的发生;与非寄主辣椒抗小麦条锈菌相比,小麦条锈菌在非亲和寄主小麦上,气孔下囊的形成率明显偏高,吸器母细胞和吸器形成率也较非寄主辣椒的高许多,但是H2O2的积累和过敏性坏死的程度都低于非寄主的。本研究表明,过敏性坏死反应的发生与H2O2的积累仍然是非寄主辣椒抗小麦条锈菌的主要机制,同时也阐明了非寄主抗性和寄主抗性可能是相似的。 相似文献
4.
叶锈菌(Puccinia triticina)引起的小麦叶锈病是影响世界小麦生产的重要病害之一。研究小麦抗叶锈相关防卫蛋白的表达,对于深入研究小麦对叶锈菌的抗病机制,更好地为农业生产服务,具有重要意义。Wrab17(Wheat response to ABA)是一个冷胁迫诱导蛋白,前期工作通过构建叶锈菌侵染早期的小麦SSH文库及ESTs序列分析,筛选到Wrab17基因在不亲和组合接种后早期显著上调表达,初步表明Wrab17基因可能参与了小麦抗叶锈菌侵染过程,这是首次发现Wrab17参与抗病反应。本研究进一步利用RT-PCR技术从接种叶锈菌的小麦叶片中克隆获得了Wrab17基因的CDS区,构建了Wrab17蛋白原核表达载体,并在大肠杆菌中高效表达Wrab17蛋白。利用镍柱亲和层析方法获得了纯度较高的重组蛋白,将融合蛋白纯化后制备其兔抗血清,得到特异性较好的多克隆抗体。为进一步通过Western Blotting技术检测Wrab17在小麦被叶锈菌侵染后不同时间点表达量的变化,明确Wrab17参与小麦抵抗叶锈菌侵染的防卫反应奠定基础。 相似文献
5.
小麦初生叶接种条锈菌后，亲和反应寄主叶片ＲＮａｓｅ活性，分别在潜育期和产孢期呈双峰型增长；不亲和反应叶片ＲＮａｓｅ活性在侵染初期高于健康对照，但低于亲和性反应，其后随着病程发展，近免疫反应叶片ＲＮａｓｅ活性与对照相同，而中度抗病反应叶片也呈双峰增长，峰高及峰延续时间不同于亲和性反应。条锈菌侵染对ＤＮａｓｅ活性影响较小，亲和反应叶片仅在产孢阶段ＤＮａｓｅ活性有所增强，中度抗病反应叶片在显症时活性增强。 相似文献
6.
小麦条锈病罹病叶片核酸水解酶活力的变化 总被引：1，自引：0，他引：1
小麦初生叶接种条锈菌后，亲和反应寄主叶片ＲＮａｓｅ活性，分别在潜育期和产孢期呈双峰型增长；不亲和反应叶片ＲＮａｓｅ活性在侵染初期高于健康对照，但低于亲和性反应，其后随着病程发展；近免疫反应叶片ＲＮａｓｅ性与对照相同，而中度抗病反应叶片也呈双峰增长，峰高及峰延续时间不同于亲和性反应。条锈菌侵染对ＤＮａｓｅ活性影响较小，亲和反应叶片仅在产孢阶段ＤＮａｓｅ活性有所增强，中度抗病反应叶片在显症时活性增强。 相似文献
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根据NCBI上公布的14个TaCDPK基因序列分别设计特异引物,将小麦品种‘洛夫林10’分别与叶锈菌生理小种260和165组成不亲和组合与亲和组合,在接菌后不同时间点分别取样,利用实时定量PCR技术检测14个TaCDPK基因在小麦与叶锈菌互作过程中的表达谱。结果显示,14个TaCDPK基因的表达模式可分为4类:TaCPK1、TaCPK2、TaCPK6、TaCPK7在叶锈菌侵染早期2个组合中的表达量均明显升高;TaCPK3、TaCPK18、TaCPK19在叶锈菌侵染早期2个组合中的表达量均明显下降;而TaCPK5、TaCPK8、TaCPK9、TaCPK12、TaCPK13、TaCPK15的表达量在不同组合中随接种时间的延长变化不明显;另外,TaCPK4在2种组合中前期表达量并无明显差异,但是接种后48h在不亲和组合中的表达量明显升高,而亲和组合中的表达量基本没有变化。结果表明,TaCPK1、TaCPK2、TaCPK6、TaCPK7、TaCPK3、TaCPK18、TaCPK19、TaCPK4可能参与小麦抵抗叶锈菌侵染过程;而TaCPK5、TaCPK8、TaCPK9、TaCPK12、TaCPK13、TaCPK15在小麦抗叶锈菌侵染中可能不起作用。 相似文献
8.
叶锈病是一种影响小麦(Triticum aestivum)产量的重要病害，挖掘广谱有效的抗病基因有利于促进小麦品种改良。NPR(Nonexpressor of pathogenesis-related genes,NPR)是一类具有广谱抗病作用的关键因子，本研究分析了TaNPR1在抵抗叶锈菌过程中的功能。通过qRT-PCR(quantitative Real-time-Polymerase Chain Reaction)检测，亚细胞定位观察，VIGS技术沉默TaNPR1后试验，表明TaNPR1影响寄主HR(Hypersensitive reaction)的产生，在小麦抵抗叶锈菌侵染过程中发挥正调控作用。 相似文献
9.
小麦Wrab基因家族分离于一种抗寒性小麦品种,该家族基因受冷胁迫或脱落酸诱导,在冷胁迫或脱落酸诱导后有高表达。通过构建转录组数据库,发现Wrab18基因在小麦抵抗叶锈菌侵染的过程中有明显上调。本试验以小麦品种‘洛夫林10’(简称‘L10’)与叶锈菌生理小种260组成不亲和组合,采用RT-PCR技术克隆Wrab18全长序列;应用生物信息学方法分析该基因的序列特征;通过与GFP蛋白融合进行亚细胞定位;采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)方法检测Wrab18基因的表达;利用VIGS技术沉默Wrab18基因后,探究Wrab18基因在小麦与叶锈菌互作过程中的作用。结果克隆得到510bp的Wrab18基因开放阅读框全长,生物信息学分析表明,Wrab18可能不含有跨膜结构,为亲水性蛋白;亚细胞定位显示Wrab18定位于细胞质及细胞核中;Wrab18基因在接菌后8h表达量有明显增高;通过VIGS技术沉默‘L10’中的Wrab18基因,在接种叶锈菌后96h,发现叶锈菌的吸器母细胞数量增多,引起的小麦HR细胞面积增大,表明Wrab18基因参与了小麦抵抗叶锈菌侵染的过程,并在该过程中发挥正调控作用。 相似文献
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小麦抗条锈病过敏性坏死反应中的活性氧代谢 总被引：1，自引：0，他引：1
【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。 相似文献
11.
韩公社 《河北农业大学学报》1992,15(4):10-16
用抗叶锈性不同的三个小麦品种 (洛夫林10、冀麦三号和5389) 分别接种两个毒力不同的叶锈菌 (puccinia rccondita f.sp.tritici) 小种 (366和165)、组成已知亲和程度不同的品种—小种组合。结果表明,不亲和组合接种后36h,ATPase活性峰值大而高,组织定位显示ATPase活性提高的部位位于侵柴菌丝接触的细胞及相邻细胞的胞壁和质膜附近;亲和组合接种48h以后,ATPase活性下降,并低于对照水平,组织定位未发现侵染细胞ATPase活性的增强;接种72h以后,侵染菌丝有较高的ATPase活性;慢锈组合ATPase活性介于亲和与不亲和组合之间。 相似文献
12.
快速、及时和准确的发现小麦病害对提高小麦产量具有重要作用。以小麦叶片白粉病、条锈病和叶锈病3种病害为研究对象,提出了基于LM神经网络的小麦叶片病害识别模型。首先采用K-means算法分割小麦叶片病斑区域,提取小麦病斑区域的颜色特征和纹理特征,构建数据集。然后建立LM神经网络小麦叶片病害识别模型,输入数据进行识别。基于颜色和纹理特征的小麦叶片病害识别率为95.3%。在小样本情况下,利用LM神经网络算法能够快速、准确的识别小麦病害叶片。 相似文献
13.
荧光指示剂检测甜菜胞内钙离子的条件优化 总被引：2，自引：0，他引：2
胞内钙离子信号做为第二信使参与植物抗病信号转导途径。以甜菜叶片为试验材料,用孵育方法将Ca2+荧光探针Fluo-3/AM载入甜菜细胞中,并结合激光共聚焦扫描显微技术,研究甜菜叶片胞质游离Ca2+的测定方法。结果表明,采用20μmol·L-1的钙离子荧光指示剂Fluo-3/AM装载顺次进行低温4℃孵育120 min,25℃孵育120 min,可获得较为理想的甜菜叶片胞质游离Ca2+染色结果。该方法可用于检测BNYVV侵染甜菜叶片胞质游离钙离子的变化,为研究甜菜BNYVV入侵甜菜后胞内钙信号作用提供理论研究基础。 相似文献
14.
Evaluating ten spectral vegetation indices for identifying rust infection in individual wheat leaves 总被引：2，自引：0，他引：2
Ten, widely-used vegetation indices (VIs), based on mathematical combinations of narrow-band optical reflectance measurements
in the visible/near infrared wavelength range were evaluated for their ability to discriminate leaves of 1 month old wheat
plants infected with yellow (stripe), leaf and stem rust. Narrow band indices representing changes in non-chlorophyll pigment
concentration and the ratio of non-chlorophyll to chlorophyll pigments proved more reliable in discriminating rust infected
leaves from healthy plant tissue. Yellow rust produced the strongest response in all the calculated indices when compared
to healthy leaves. No single index was capable of discriminating all three rust species from each other. However the sequential
application of the Anthocyanin Reflectance Index to separate healthy, yellow and mixed stem rust/leaf rust classes followed
by the Transformed Chlorophyll Absorption and Reflectance Index to separate leaf and stem rust classes would provide for the
required species discrimination under laboratory conditions and thus could form the basis of rust species discrimination in
wheat under field conditions. 相似文献
15.
【目的】建立小麦叶锈菌与小麦非亲和互作的基因表达数据库,为从分子水平阐明小麦抗叶锈病机制奠定基础。【方法】对叶锈菌诱导的TcLr19小麦叶片cDNA文库随机测序,利用BLASTx对所得序列进行功能注释,按照Bevan的植物基因功能分类标准进行分类。采用RT-PCR技术,以Actin为参照,对2条信号转导相关基因和3条抗病与防御相关基因进行表达分析。【结果】随机对cDNA文库中756个阳性克隆测序,获得649条高质量EST。对EST序列聚类拼接获得472条非重复序列(Unisequence)。功能分类结果表明,25.2%为未知功能蛋白,21.0%与能量代谢基因相关,17.8%与抗病防御基因及信号转导基因相关,其余EST分别与转录、转运、蛋白代谢等功能基因相关。RT-PCR分析结果表明同一基因在叶锈菌侵染后不同时间点的小麦叶片中表达量不一致,且各基因有不同的表达模式。【结论】推测钙转运ATP酶,谷胱甘肽-S-转移酶,蛋白激酶Pti1,NBS-LRR抗病蛋白和分子伴侣DnaJ等参与了小麦与叶锈菌的非亲和互作过程。该cDNA文库可用于了解小麦与叶锈菌非亲和互作过程中的功能基因,为建立研究病原菌基因及小麦抗病基因数据库奠定基础。 相似文献
16.
小麦条锈病单叶片光谱和叶绿素含量关系分析 总被引：1，自引：1，他引：0
为了利用遥感监测小麦条锈病,研究条锈病侵染后小麦单叶光谱和叶绿素含量变化,人工接种条锈病菌在小麦幼苗上,测得接种1～24d的光谱和叶绿素含量,将其叶绿素含量与光谱及其一阶微分做相关性分析,利用光谱微分参数进行方程的模拟。接种1～12d,感染条锈病的叶片叶绿素含量与原始光谱及其一阶微分光谱在可见光波段呈负相关关系,接种13～24d,两者在可见光波段呈正相关的关系。接种后1～12d的方程模拟中以SDb为变量的模型为最佳模型,接种13～24d的方程模拟中以SDr/SDg为变量的模型为最佳模型,说明可利用光谱参数进行条锈病侵染小麦的早期监测。 相似文献
17.
【目的】β-1, 3-葡聚糖酶是一种病程相关（pathogenesis-related,PR）蛋白,了解小麦TcLr35中β-1, 3-葡聚糖酶基因在叶锈菌（Puccinia triticina）与TcLr35小麦互作体系中的表达模式,明确其与TcLr35小麦抗叶锈病相关性,进而探讨PR蛋白介导的小麦成株抗叶锈病的分子机理。【方法】在前期研究基础上,利用生物信息学方法分析已克隆β-1, 3-葡聚糖酶类病程相关蛋白基因TaLr35PR2结构特征,利用半定量RT-PCR方法结合genetools和SPSS软件检测叶锈菌及信号分子诱导后不同时间点该基因表达量,并明确其在小麦根、茎和叶各生长器官及小麦不同生长时期的基因表达模式。【结果】小麦TaLr35PR2含有信号肽,编码定位于液泡的碱性蛋白,蛋白序列与其他物种PR2类蛋白序列具有较高同源性,与普通小麦病程相关蛋白2亲缘关系最近,与水稻病程相关蛋白亲缘关系最远。小麦成株期接种叶锈菌后不同时间点,TaLr35PR2在亲和反应（Thatcher）中表达量变化不大,趋于平缓;而在非亲和反应（TcLr35）中的表达有显著差异,总体上,该基因在非亲和组合中表达量明显高于亲和组合中表达量。检测TaLr35PR2在成株小麦TcLr35各器官中基因表达,该基因在叶片中表达量随接菌时间点延长明显增加,并在接菌后48 h达到表达高峰;而在根中接菌后各时间点均未检测到基因表达;在茎中接菌后48 h开始有少量表达,但表达量变化不大,趋于平缓,总体表达丰度为叶＞茎＞根。在小麦生长发育的不同时期,除1叶期外,该基因在TcLr35和Thatcher中均有表达,Mock（未接菌处理）反应中,TaLr35PR2在小麦不同生长期的表达呈上升趋势;接种叶锈菌后,TaLr35PR2在亲和反应和非亲和反应小麦各生长时期的表达量均高于Mock反应,且在成株期表达稳定。信号分子水杨酸（salicylic acid,SA）、脱落酸（abscisic acid,ABA）均能诱导该基因的表达,信号分子预处理后接种叶锈菌,基因表达量显著上调。【结论】TaLr35PR2的表达受叶锈菌诱导,TaLr35PR2可能参与SA、ABA介导的信号通路,并参与小麦TcLr35成株抗叶锈病防御反应。 相似文献
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【目的】克隆受条锈菌诱导的小麦Hin1,研究其在小麦抗条锈病防御反应以及抗非生物胁迫过程中的作用。【方法】通过电子克隆、RT-PCR方法,从条锈菌侵染的小麦水源11中分离出一个编码HIN1的cDNA序列;通过生物信息学工具对DNA序列及其编码的蛋白序列进行分析;利用实时荧光定量PCR分析该基因在小麦不同器官、与条锈菌互作、外源激素处理以及非生物胁迫下的表达情况。【结果】分离得到小麦Hin1,命名为TaHin1,开放阅读框为642bp,编码213个氨基酸,分子量为23.24kD,等电点8.67,具有信号肽和HIN1结构域,可能为分泌蛋白;与高粱和水稻HIN1同源性达80%;表达分析结果表明,TaHin1在小麦根、茎、叶组织中表达差异不显著,在小麦与条锈菌互作时,仅在非亲和组合中被诱导表达;外源植物激素水杨酸、茉莉酸诱导TaHin1上调表达,脱落酸诱导其下调表达,而乙烯不诱导其表达;高盐、干旱、机械损伤以及低温等非生物胁迫下,TaHin1均上调表达。【结论】首次克隆到一个受条锈菌诱导的小麦TaHin1,可能通过水杨酸、茉莉酸信号途径参与了小麦对条锈菌的防御反应,而脱落酸在防御反应中起负调控作用,该基因在小麦对非生物胁迫的抗逆应答过程中也发挥着一定作用。 相似文献
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小麦叶锈病是小麦生产中的重要病害，抗病品种的利用是防治该病安全、高效、经济的方法。明确抗叶锈病相关基因的作用对于有效防治叶锈病具有重要意义，而Ca2+ CaM/CML信使系统在抗病过程中起着重要作用，并且不同的CaM亚型可能调控不同的抗病途径。前期研究发现在抗病和感病转录中存在显著差异表达的CaM/CML序列，在此基础上，在小麦近等基因系TcLr19中克隆该基因的开放读码框（open reading frame，ORF）。通过用Blastx及多种软件进行序列分析，初步确定其结构特性。该基因包含一个完整458 bp的开放阅读框，编码147个氨基酸；编码的蛋白不含跨膜区、无信号肽、定位在线粒体以外的其他细胞器中，具有一个EF hand_8以及多个EFh保守结构域。该基因与粗山羊草CML25/26 基因的亲缘关系最近，相似性高达99%，确定其为一个新的小麦CML亚型，命名为TaCML25/26。用SWISS MODEL构建CML的三维模型。利用实时荧光定量PCR（qRT PCR）分析该基因在TcLr19和其感病突变体Mu19中表达的特性。该基因不仅在根、茎、叶等组织中均有不同程度的表达，而且在叶片中表达受叶锈菌诱导，表达高峰出现时间在小麦近等基因系TcLr19和感病突变体Mu19中显著不同，在抗病的TcLr19中比在感病突变体中高峰早出现96 h；外源植物激素水杨酸、脱落酸在TcLr19中诱导TaCML25/26上调表达。为今后解析小麦类钙调素基因在植物抗叶锈病中的生物学功能奠定基础。 相似文献