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乙烯信号传导途径因子OsEIL 6调控水稻抗稻瘟病反应 总被引：2，自引：0，他引：2
稻瘟病(rice blast)是水稻生产上最严重的病害之一。抗病相关基因的挖掘对稻瘟病的防治具有重要意义。研究表明植物EIN3/EIL家族基因在抗病过程中发挥着重要作用。本研究采用RNAi技术探究OsEIL6参与的水稻抗稻瘟病反应。稻瘟菌侵染时基因表达谱检测结果表明,OsEIL6在水稻和稻瘟菌非亲和组合中受到诱导表达。稻瘟菌接种结果显示,水稻OsEIL6沉默株系和野生型植株‘TG394’相比抗性下降;实时荧光定量RT-PCR结果分析表明,OsEIL6的表达量下降导致乙烯合成途径中OsACO1和乙烯信号传导途径的OsERF063和OsERF073的转录水平下降。亚细胞定位研究发现该基因定位于水稻细胞质。OsEIL6沉默株系中ROS合成途径标记基因OsrbohA和OsrbohB的表达量均明显下调,表明该基因可能通过影响ROS的合成调控水稻抗稻瘟病反应。本研究结果将有助于进一步揭示OsEIL6参与的乙烯信号传导途径介导的水稻抗稻瘟病反应机制。 相似文献
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由稻瘟菌侵染引起的稻瘟病是威胁水稻安全生产最严重的真菌病害之一。鉴定克隆水稻抗稻瘟病基因, 系统深入研究稻瘟菌与水稻的相互作用, 揭示水稻的抗病机制, 进而创制推广抗稻瘟病新材料, 对确保粮食安全具有重要意义。本文总结了近10年来稻瘟病抗病基因和感病基因的鉴定、分子机理解析和应用等进展, 总结归纳了抗病基因聚合、分子设计育种、感病基因编辑、抗病基因的病原诱导表达等抗病育种主要策略。最后提出充分利用种质资源, 利用新技术挖掘新基因及创制新材料, 深入研究叶瘟和穗瘟抗病机制差异等是稻瘟病抗病育种下一步重点研究方向和新挑战。 相似文献
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广东省主栽水稻品种稻瘟病主效抗性基因的鉴定及分析 总被引：1，自引：0，他引：1
利用稻瘟病抗性基因进行抗病新品种的培育是控制稻瘟病害最经济、有效的措施。为了明确当前广东省水稻稻瘟病抗性基因的分布特点,本研究利用Pi1、Pi2、Pi9、Pib、Pita等5个已克隆主效抗稻瘟病基因的分子标记,结合叶瘟和穗颈瘟自然抗性鉴定,对70份广东省主栽水稻品种和骨干亲本抗稻瘟病基因的组成进行了分析。结果显示,含有Pi2抗性基因的水稻品种有10份(占14.3%),抗性贡献率显著;Pib和Pita的检出率较高,分别为42份(60%)和37份(52.9%),但对广东省稻瘟病菌的抗性较弱;未检测到上述已知主效抗稻瘟病基因的有13份(18.6%),表现为感稻瘟病;全部供试材料均未检测到含有Pi1和Pi9抗性基因。本研究揭示了广东省主栽水稻品种和骨干亲本抗稻瘟病基因的组成及其对稻瘟病抗性的贡献,为华南稻区抗病新品种的培育提供重要参考。 相似文献
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利用稻瘟病抗性基因进行抗病新品种的培育是控制稻瘟病害最经济、有效的措施。为了明确当前广东省水稻稻瘟病抗性基因的分布特点,本研究利用Pi1、Pi2、Pi9、Pib、Pita等5个已克隆主效抗稻瘟病基因的分子标记,结合叶瘟和穗颈瘟自然抗性鉴定,对70份广东省主栽水稻品种和骨干亲本抗稻瘟病基因的组成进行了分析。结果显示,含有Pi2抗性基因的水稻品种有10份(占14.3%),抗性贡献率显著;Pib和Pita的检出率较高,分别为42份(60%)和37份(52.9%),但对广东省稻瘟病菌的抗性较弱;未检测到上述已知主效抗稻瘟病基因的有13份(18.6%),表现为感稻瘟病;全部供试材料均未检测到含有Pi1和Pi9抗性基因。本研究揭示了广东省主栽水稻品种和骨干亲本抗稻瘟病基因的组成及其对稻瘟病抗性的贡献,为华南稻区抗病新品种的培育提供重要参考。 相似文献
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水稻与稻瘟病菌的互作已成为研究植物与病原真菌互作的模式系统。利用RT-PCR技术检测了6个水稻品种(分别含有抗病基因Pik-s、Pita、Pit、Pi1、Pi9的近等系及回交亲本丽江新团黑谷LTH)与稻瘟病菌互作过程中多个信号相关及PR基因的表达。结果表明带有稻瘟病抗性基因Pik-s、Pita、Pit的水稻品种和LTH对稻瘟病菌#626侵染表现为亲和互作,带Pi1和Pi9的水稻品种表现为非亲和互作;稻瘟病菌接种后,亲和互作中MAPK6和MAPK12表现为上调表达,带有抗性基因Pi9的水稻品种IRBL22中BIMK2表现为上调表达。总体来看,含有不同抗病基因的水稻近等系中的PR基因对稻瘟病菌的响应较为多样,非亲和互作中在早期或早中期表现为PR基因上调表达,而亲和互作中主要在晚期上调表达,说明这些PR基因表达的时间在植物与病原互作的不同时期发挥着不同的作用。 相似文献
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应用GST pull-down技术筛选水稻抗稻瘟病蛋白PID3互作蛋白的研究 总被引：1，自引：0，他引：1
Pid3是从水稻中克隆获得的编码CC-NBS-LRR类蛋白的稻瘟病抗病基因。为了更深入地研究Pid3编码蛋白PID3介导的稻瘟病抗性的分子调节机制,我们应用GST pull-down结合质谱技术,对水稻抗稻瘟病蛋白PID3的互作蛋白进行了鉴定和分析。首先,成功构建了带有GST标签且能够表达PID3的CC-NBS结构域的融合蛋白表达载体pGEX6P1-PID3CC-NBS,经诱导表达和GST beads纯化后获得GST-PID3CC-NBS融合蛋白。我们以Pid3的转基因水稻纯合株系Pid3-TP309为研究材料,分别用对其致病和不致病的稻瘟病菌生理小种ZB13和ZHONG-10-8-14接种,然后取叶片分别提取获得两组总蛋白。用纯化后的蛋白GST-PID3 CC-NBS分别与两组总蛋白共培养后,利用GST pull-down技术获得了分别在抗病、感病反应中能与PID3CC-NBS互作的两组候选蛋白。通过质谱技术鉴定这些蛋白的氨基酸序列,比对分析其在抗病、感病途径中与PID3结合的差异性,我们共筛选出31个只在PID3介导的抗稻瘟病反应中能与其特异结合的PID3互作蛋白,这些互作蛋白包括受体激酶、LRR类蛋白、ATP酶、磷酸羧化酶和离子通道蛋白等,广泛参与了调控细胞程序化死亡、胁迫防御反应、物质与能量代谢和信号传导等多个生物学过程。本研究探寻了PID3介导的抗病信号转导过程的关键因子,研究结果为揭示PID3介导的稻瘟病抗病分子机理奠定了良好基础。 相似文献
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水稻和稻瘟病菌互作中的信号传导及防御反应基因诱导表达的研究 总被引：4，自引：0，他引：4
水稻和稻瘟病菌互作是研究植物与病原菌互作的模式体系。本文利用3个水稻抗稻瘟病近等基因品系(CO39、C101LAC和C101A51)和2个特异性菌株(M209和M210)构成不同亲和程度的互作关系,研究了稻瘟病菌对3个水稻信号传导途径关键酶合成基因、5个防御反应病程相关蛋白基因和1个防御反应转录因子调控基因诱导表达的作用。结果表明:稻瘟病菌诱导了各种互作关系中水稻OsLOX、OsAOS和OsPAL酶合成基因的表达,水稻启动了茉莉酸和水杨酸防御反应信号传导途径。在不亲和的互作反应中,稻瘟病菌能不同程度地诱导水稻OsPR1a、OsPR2、OsPR3-1、OsPR3-2和OsPR4基因的表达,从而有效激活了防御反应系统,使水稻植株表现为抗病;而在亲和的互作反应中,多数OsPR基因的表达水平低、时间短或没有表达,水稻植株表现为感病。OsMyb基因在各种互作关系中有不同的诱导表达。说明这些防御相关基因的诱导表达可能与水稻抗稻瘟病性相关。 相似文献
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水稻恢复系华占抗稻瘟病遗传分析及基因鉴定 总被引：1，自引：1，他引：0
华占是近年来我国新选育的恢复系,广泛应用于杂交稻育种中,其配组的杂交稻组合对稻瘟病均表现出良好的抗性。本研究利用来源于华南稻区的62个稻瘟病菌株对恢复系华占、明恢63和广恢998进行抗病性鉴定,结果表明:华占对接种菌株的抗谱达到95.2%,对稻瘟病表现出广谱抗性。为进一步了解该恢复系所含的抗稻瘟病基因,以高感稻瘟病品种丽江新团黑谷为母本,以华占为父本,构建了丽江新团黑谷(LTH)/华占的F2抗病遗传分析群体。利用对华南水稻品种具有致病谱较广的稻瘟病代表菌株GD00-193a对随机选择的1 000个来源于LTH/华占的F2个体及其F1个体进行抗病遗传分析,结果发现F1个体表型全为抗病,1 000个F2个体的抗/感比率符合3∶1的显性单基因分离比,说明华占至少含有一个显性抗稻瘟病基因。利用均匀分布于水稻12条染色体的250对SSR引物,通过分离群体分析结合隐性群体分析法将华占的一个抗稻瘟病基因定位于水稻第6染色体的Pi2/Pi9/Pi50区域。通过Pi2等位基因的测序分析,结果表明华占含有Pi2抗病基因。本试验结果为华占在杂交稻上的应用及其配组组合的品种布局提供重要依据。 相似文献
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稻瘟病菌无毒蛋白AvrPiz-t半胱氨酸残基的功能分析 总被引：1，自引：0，他引：1
稻瘟病菌无毒基因AvrPiz-t编码了一个包含108个氨基酸的未知功能的预测分泌蛋白,其与对应的水稻抗稻瘟病基因Piz-t介导了基因对基因的抗病反应。序列分析发现AvrPiz-t的预测成熟蛋白AvrPiz-t90含有4个半胱氨酸残基,推测它们可能参与了AvrPiz-t蛋白分子内或分子间的相互作用。为了检测这4个半胱氨酸对AvrPiz-t功能的影响,利用定点突变技术对4个半胱氨酸残基分别进行了位点突变并构建了相应的稻瘟病菌互补载体。功能互补分析发现,上述4个突变体都丧失了AvrPiz-t无毒基因的功能。由此推断,半胱氨酸对AvrPiz-t蛋白功能的表达是非常重要的。 相似文献
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寄主诱导的基因沉默技术研究和应用进展 总被引：2，自引：0，他引：2
病原真菌严重威胁着农作物的产量和品质,提高作物抗性是病原真菌病害防控的重要措施。寄主诱导的基因沉默(host induced gene silencing,HIGS)技术是在RNA干扰的基础上发展而来,以病原真菌生长发育和侵染过程中的关键基因为靶标,通过在寄主植物中表达这些基因的干扰RNA从而抑制病原真菌中靶标基因的表达,达到抵制病原真菌扩展,提高寄主植物抗病性的目的。近年来,HIGS技术被用于防控多种由病原真菌引起的病害,并取得了明显成效,为植物抗病资源的开发及应用提供了新途径。本文综述了HIGS技术的原理、技术路线、操作方法和国内外的主要研究进展,总结了操作中需要注意的事项,并对该技术的发展趋势和应用前景进行了展望。 相似文献
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本研究测试了八个水稻白叶枯病抗性基因Xa3、Xa4、xa5、Xa7、Xa10、Xa11、Xa14和Xa23在相应载体品种上对华南白叶枯病优势致病菌系Ⅳ型菌和强毒菌系Ⅴ型菌的抗性反应;分析了Xa4、xa5、Xa7和Xa23抗病基因与不同感病品种杂交组合F_1的抗性表达模式以及显性抗病基因Xa7和Xa23在杂交水稻上的利用价值。结果表明:大部分抗性基因在不同载体品种上抗性表达一致,但也有少数基因在不同载体品种上抗性表现不一,甚至截然相反,说明不同遗传背景对抗性表达有影响,而这种影响因不同抗性基因而异。隐性抗病基因xa5(IRBB5)和显性抗病基因Xa23(CBB23)与感病亲本组合的F_1代分别表现感病和抗病,符合隐性基因或显性基因的抗性表达模式;而2个显性抗病基因Xa4(IRBB4))和Xa7(IRBB7)与感病亲本组合的F_1代,有部分组合的F_1代表现抗病,符合显性基因的抗性表达模式,有部分组合的F_1代表现感病,不符合显性基因的抗性表达模式。在杂交水稻上的利用价值方面,Xa7与2个不育系组合的F_1代均表现高感,不宜在杂交水稻上利用;Xa23(CBB23)与4个感病亲本,无论是不育系还是常规稻组合的4个F_1代全部表现抗病,抗性在F_1充分表达,在杂交水稻上有重要的利用价值。 相似文献
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利用41个已知抗性基因水稻品种测定2003—2006年从福建省闽东、闽南、闽西、闽北和闽中5个主要稻区采集分离的87个稻瘟病单孢菌株的致病性。结果表明,福建省稻瘟病菌群体含有与所有测试抗病基因相应的无毒基因,其中66.67%的稻瘟病菌株表现较强致病力。病菌群体对水稻抗病基因Pi-d2、Pi-k(1)、Pi-km、Pi-kh、Pi-1(1)、Pi-z5(1)、Pi-z5(2)和Pi-1(2)的毒力频率均低于10%,提示这些抗病基因在福建省可作抗源使用。2003—2006年福建省稻瘟病菌群体中分别出现了40、37、36和38个无毒基因,其中有34个无毒基因在各年份均有分布,有30个无毒基因在5个主要稻区均有分布,Avr-a(2)、Avr-3(2)、Avr-ks、Avr-4b、Avr-b、Avr-kp(C)、Avr-km(C)、Avr-ta(C)、Avr-11(C)、Avr-19(t)、Avr-t和Avr-a(1)无毒基因的出现频率均低于30%,提示与之相对应的抗病基因在福建省水稻品种抗稻瘟病育种中应慎用。含有17、14、23、18和16个无毒基因组合的病菌较多,其组合频率分别为13.79%、10.34%、9.20%、8.05%和8.05%。 相似文献
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本氏烟NbWRKY40亚家族转录因子抗病相关功能研究 总被引：1，自引：0，他引：1
植物WRKY类转录因子的IIa亚类广泛参与调控植物的生物胁迫和非生物胁迫过程。本研究根据拟南芥和普通烟中具有抗病和抗胁迫功能的IIa亚类WRKY40转录因子的序列,利用基因同源克隆法,获得本氏烟中NbWRKY40基因。序列分析表明在本氏烟中有5个属于IIa亚类的基因,其序列之间具有高度相似性。qRT-PCR检测发现NbWRKY40基因是受寄生疫霉侵染诱导上调表达的基因,通过VIGS技术研究该类基因在本氏烟中的抗病相关功能,用半活体营养型寄生疫霉进行抗病性试验,结果表明NbWRKY40基因的沉默降低了本氏烟对寄生疫霉的抗性,且在侵染点的细胞坏死程度增强,过氧化氢积累和胼胝质沉积都明显减少。NbWRKY40基因沉默同样降低了本氏烟对死体营养型灰霉菌的抗性。检测NbWRKY40基因沉默后4个不同抗病信号通路下游基因的表达,发现基因沉默导致参与抗病和SA途径的PR1b、PR2b基因受疫霉侵染诱导表达的水平明显下降。综上,推测NbWRKY40基因可能依靠SA介导的信号通路参与调控本氏烟抗病性。 相似文献
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在温室中,将供试的13个水稻品种和7个鉴别品种的幼苗用稻瘟病菌的11个菌株分别进行接种,以同等条件下鉴别品种对菌株的反应所确定的小种,作为供试品种对该小种的反应,然后应用生物间遗传学的原理和方法来推导品种和菌株的基因型。结果表明:供试的水稻品种和稻瘟病菌株(或小种)间存在17个限定性相应基因对,不同品种所含的抗病性基因数有所不同,其作用是在相应的无毒性菌株(或小种)存在情况下而表现出品种的抗病性基因愈多,可能表现的抗病力愈强。本研究结果为水稻抗稻瘟病育种选择抗原亲本以及生产上选用具有较多抗病基因的品种进行合理布局,提供了有重要参考价值的遗传学信息和依据。 相似文献
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由子囊菌门真菌稻绿核菌Ustilaginoidea virens引起的稻曲病是世界范围内水稻生产上的重要病害之一。但是,对水稻抗稻曲病的抗性机制仍不清楚。为初步探明水稻与稻曲病菌之间互作早期的分子调控机制,本研究采用比较转录组测序技术对稻曲病菌接种抗病品种‘IR28’和感病品种‘两优培九’(LYP9)6 h的测序数据进行了分析,试图初步阐明水稻抗病分子机制。分析发现,在抗病和感病品种中均差异表达基因有1 005个共表达,在这些基因中,抗病品种中表达上调基因(697个)多于感病品种中表达上调的基因(626个),下调的基因(308个)少于感病品种中下调表达的基因(379个);随后通过GO富集和KEGG代谢途径分析,发现苯丙烷类代谢途径和双萜植保素合成途径相关的基因、几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶、糖基水解酶和过氧化物酶等基因在抗病品种中被显著诱导上调表达,而在感病品种中基因表达低于抗病品种或下调表达,推测这些基因很可能在水稻与稻曲病菌识别早期发挥重要的抗病作用。该研究结果可为水稻抗稻曲病基因克隆及抗稻曲病分子育种提供理论基础。 相似文献
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稻瘟病是严重危害水稻生长的真菌病害,每年给水稻生产带来重大经济损失。与野生型日本晴NPB相比,OsDCL1基因沉默突变体增强了水稻对稻瘟菌的广谱抗病性。为了解水稻OsDCL1-RNAi突变体的抗病机制,我们分析和比较了它和野生型日本晴NPB在稻瘟菌侵染前后转录组水平的变化。响应稻瘟菌侵染的7 129个差异表达基因(DEGs)中,NPB和OsDCL1-RNAi突变体分别有5 382和5 180个基因表达发生了变化,参与生物胁迫反应、信号通路、蛋白代谢和RNA调控4个通路的基因明显被富集。以野生型未受稻瘟菌侵染的基因表达为对照,在OsDCL1-RNAi突变体中共发现1 318个DEGs,且超过70%是上调的,其中很多基因参与了生物胁迫反应(26.9%)和信号通路(11%),上调表达基因中与生物胁迫反应相关的主要为PR基因和细胞壁相关基因。另外,还发现10个茉莉酸相关基因和11个水杨酸相关基因分别在OsDCL1-RNAi突变体中显著下调和上调表达。在OsDCL1-RNAi突变体中还发现WRKY和MYB等一些转录因子家族以及部分受体类激酶被诱导表达。用qRT-PCR方法验证部分差异表达的基因,其结果与DEGs基本一致。OsDCL1-RNAi突变体中转录组变化的分析,为深入了解该突变体抗瘟性增强的机制奠定了基础。 相似文献
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粤香占和青华占2个水稻品种的种子经过高空气球搭载后,选育出株型好、分蘖力强,产量提高的空间诱变高代(6代以上)品系.为了解空间诱变品系对稻瘟病的抗性变异情况,采用36个广东省稻瘟病菌不同致病型的代表菌株分别对粤香占和青华占及其空间诱变品系进行抗谱测定.研究结果表明:①空间诱变能使水稻品种产生稻瘟病抗性变异,有的诱变品系比原种抗病,有的则比原种感病.②空间诱变产生的抗病性变异比较复杂,不同品种的抗病性变异不一样.③空间诱变引起的稻瘟病抗性变异有可能是由多个抗病基因引起的.④空间诱变可以获得抗稻瘟病的特异种质.粤香占是感病品种,本研究测定的抗谱为25%,从其空间诱变品系中,获得高抗稻瘟病的2个品系YX-8和YX-9,抗谱达到94.4%.空间诱变抗病品系的穗颈瘟鉴定试验正在进行中. 相似文献
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稻瘟病是水稻生产上的重要病害,了解稻瘟病菌群体毒性组成是水稻抗病品种合理布局的重要基础。2012-2015年从湖南桃江病圃中不含已知抗瘟基因的水稻品种‘丽江新团黑谷’上成功分离出351个稻瘟病菌单孢菌株,在温室于水稻5叶期采用离体接种法测定了其对24个水稻抗稻瘟病单基因系的毒性,结果表明,病圃中稻瘟病菌以广谱强致病性的菌株为主,病菌对不同抗瘟基因的毒力频率在50.56%~96.67%之间,而不同年度间对24个抗性基因均具毒性的菌株出现频率在0~15%之间。对2015年的每2个抗瘟基因的联合毒力分析表明,基因两两搭配后的联合抗病系数最高、联合致病系数最低的组合是Pi-3*Pi-k(RAC=0.19,PAC=0.43)。 相似文献