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1.
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
2.
VQ蛋白作为转录辅助蛋白,在植物的生长、发育和抗逆等生理过程中发挥重要的调节功能。本研究采用RT-PCR从水稻叶片中克隆了VQ37基因的完整cDNA序列。VQ37 cDNA长622 bp,具有长为546 bp的完整开放读码框,编码蛋白质长181个氨基酸,具有FxxxVHxVTG的VQ基序变体。系统进化分析表明,水稻VQ37与短花药野生稻(Oryza brachyantha)、大麦(Hordeum vulgare)和Dichanthelium oligosanthes等禾本科植物亲缘关系近;除水稻旁系同源物VQ39外,VQ37与短花药野生稻中的XP 015699121亲缘关系最近。原生质体瞬间表达实验证实VQ37定位在细胞核中。荧光定量PCR分析显示,VQ37基因的组织特异性表达和诱导表达结果与启动子顺式元件预测基本一致。VQ37在叶片中的表达丰度最高,其次是叶鞘、茎、穗、根和花,在胚和胚乳中无表达。VQ37受纹枯病菌(Rhizoctonia solani)和稻瘟病菌(Magnaporthe oryza)显著诱导,而不受白叶枯细菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae)诱导;与此一致的是,VQ37受真菌病原相关模式(PAMP)分子几丁质寡糖快速诱导,而不受细菌鞭毛蛋白flg22影响。茉莉酸甲酯和乙烯利能显著诱导VQ37的表达,而水杨酸对其表达无明显影响。上述结果提示,VQ37可能调控水稻对稻瘟病菌和纹枯病菌防御反应,这种调节作用可能依赖于茉莉酸/乙烯介导的信号途径,而与水杨酸信号途径无关。该研究为阐释水稻VQ37基因在水稻抗病反应中的调节功能提供了基础。 相似文献
3.
拟禾本科根结线虫(Meloidogyne graminicola)为水稻的重要土传病原,可严重为害水稻。本研究旨在探究水稻中丝裂原活化蛋白激酶5(MPK5)稳态失衡对拟禾本科根结线虫与水稻亲和互作的影响,并初步探讨其机制。首先,通过线虫侵染试验发现,在水稻中超表达和沉默MPK5 引发的MPK5 稳态失衡均可抑制拟禾本科根结线虫与水稻的亲和互作。qRT-PCR 分析结果显示,与水稻野生型不同,在MPK5 超表达和沉默水稻株系中MPK5 均受拟禾本科根结线虫诱导表达。同时,拟禾本科根结线虫可抑制MPK5 超表达株系中几丁质酶的表达,但诱导MPK5 沉默株系中病程相关基因PR5 与PR10 的表达。上述试验结果表明,MPK5 稳态失衡可导致MPK5 响应拟禾本科根结线虫的侵染,且在MPK5 超表达和沉默水稻株系中MPK5 介导水稻产生拟禾本科根结线虫抗性的机制不同。 相似文献
4.
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
5.
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
6.
在已构建的受条锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici)诱导的小麦非亲和抑制差减杂交(suppression subtractive hybridization,SSH)文库中,筛选到1个与水稻丙氨酸氨基转移酶基因高度相似的表达序列标签(expressed sequence tag,EST),利用电子克隆与RT-PCR相结合的方法,从小麦中获得1个1563bp的cDNA序列,命名为TaAlaAT1。序列分析表明,TaAlaAT1包含1个完整的开放阅读框,长1440bp,推测编码479个氨基酸。该氨基酸序列具有氨基转移酶的保守特征,与水稻、葡萄、大豆、拟南芥、苜蓿等多种植物的丙氨酸氨基转移酶高度相似,其中与水稻的亲缘关系最近。半定量RT-PCR与实时定量PCR结果显示,TaAlaAT1在小麦与条锈菌互作的非亲和组合中总体呈上调表达,在亲和组合中呈下调表达,且在2个组合中的表达差异显著。推测TaAlaAT1参与了小麦对条锈菌的防御反应。 相似文献
7.
稻瘟病菌在水稻CO39近等基因系上的生命表和繁殖表 总被引：1，自引：0，他引：1
本文选用以CO39为背景的水稻近等基因系与广东省稻瘟病菌3个优势生理小种(ZC13、ZB1和ZB5)构成12个亲和性和非亲和性互作组合,组建各组合稻瘟病菌的生命表和繁殖表,分析在亲和性互作中稻瘟病菌的生存和繁殖状况对寄主发病的影响,并探讨在非亲和性互作中抗性基因在抵御病菌侵染过程中的作用。结果表明,在亲和性和非亲和性互作中,稻瘟病菌生长繁殖各阶段均参与了感抗反应并发挥了一定的作用:在CO39近等基因系上,同一小种的孢子萌发率或菌丝形成率无明显差别,而小种间则表现一定差异;病菌的定殖和繁殖是亲和与非亲和互作的关键阶段,定殖率、病斑形成率低,则寄主表现抗病,反之则表现感病。在繁殖表众多表示种群增长的参数中,世代平均产孢量F'、净增殖率R0、最大相对增长率rmax和种群趋势指数Ⅰ等4个指标适合于反映稻瘟病菌繁殖状况与感抗病反应的关系。 相似文献
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稻瘟菌和水稻是研究禾本科作物病原-寄主互作机制的模式病理系统。云南罗平县不仅是云南省水稻主产区,栽培水稻品种多样,同时也是稻瘟病易发区,田间稻瘟菌群体组成复杂,信息流强度大。田间单孢菌株的分离和无毒基因的研究,是揭示稻瘟菌毒性变异机制和制定田间稻瘟病综合防控策略的重要基础。本研究通过单孢分离,从2017年云南罗平田间病样上分离和保存了有效单孢菌株120份,系统地进行了菌株培养性状、产孢能力、7个无毒基因存在/缺失多态性及无毒基因变异与致病性相关性的研究。研究结果表明:菌株间培养性状、产孢能力差异较大,但培养性状和产孢能力与菌株的病样源无关;ACE1、Avr-Pizt、Avr-Pita1、Pwl2、Avr-Pik、Avr-Pii和Avr-Pia 7个无毒基因在云南罗平120个田间菌株中的存在/缺失频率不同,ACE1、Pwl2和Avr-Pizt存在频率最高(100%),Avr-Pia最低(5%),Avr-Pita1、Avr-Pik和Avr-Pii分别是99%、99%和89%,并首次分离和鉴定了33个包含3个Avr-Pik等位基因拷贝的菌株;部分代表菌株接种单基因系水稻的致病性鉴定结果显示,菌株中无毒基因的完全缺失或变异能使携带相应抗病基因的单基因系水稻材料感病,表明病原通过丢弃或修饰其无毒基因逃避寄主的免疫识别,克服寄主的抗性。研究结果不仅丰富了稻瘟病菌的遗传资源,奠定了水稻-稻瘟菌互作机制研究的重要基础,而且也为云南罗平稻瘟病的综合防治提供了参考。 相似文献
9.
水稻主要抗瘟基因对福建稻瘟菌群体的抗性分析 总被引：3，自引：0，他引：3
用1995-2003年间在福建省水稻产区采集的稻瘟菌代表菌系的108个分离菌,它们在CO39近等基因系上测定被划分为30个毒性类型,用它们在30个水稻抗稻瘟病近等基因系或单基因系品种上进行抗病性测定。结果表明水稻抗稻瘟病基因Pi-kh抗性最强,抗性频率高达98.15%,Pi-1和Pi-9(t)也具有较高的抗性频率,是较好的抗源;对2个和3个Pi基因的联合抗性频率的分析,发现一些联合抗性频率极高,甚至有达到100%的组合,表明抗瘟育种采用多个Pi基因聚合,易于获得抗性强的品种。根据抗病基因与供试菌株互作的亲和性,对供试30个Pi基因可能的系统关系分析得到的初步信息可为抗病基因的聚合与布局策略提供参考。 相似文献
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稻瘟菌GP66激发子诱导的水稻膜脂过氧化及其保护酶活性变化 总被引：8，自引：0，他引：8
以抗稻瘟病水稻近等基因系C101LAC及背景品系CO39为材料,研究稻瘟菌(Magnaporthe grisea)来源的GP66激发子诱导的水稻膜脂过氧化及保护酶活性变化.结果表明,激发子诱导非亲和性互作水稻超氧阴离子(O2·)积累和脂氧合酶(LOX)活性在早期明显高于亲和性互作水稻;O2·积累和LOX活性的升高进而导致了非亲和性互作水稻的膜脂过氧化,其相对电导率及丙二醛(MDA)含量出现的高峰期和强度也明显要早和高于亲和性互作水稻.超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性均趋于下降,不同亲和性互作水稻间的变化则不明显;非亲和性互作水稻过氧化物酶(POD)活性则在激发子诱导早期明显高于亲和性互作水稻,可能与其参与其它抗性有关.这些结果表明膜脂过氧化的发生是激发子诱导水稻抗性的主要生理机制之一. 相似文献
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外源茉莉酸甲酯诱导水稻抗瘟性相关防御酶和内源水杨酸的变化 总被引：6，自引：1，他引：5
用外源茉莉酸甲酯(MeJA)处理抗稻瘟病近等基因系水稻CO39和C101LAC,显著减轻了稻瘟病的发生,而对稻瘟病菌孢子萌发及菌丝生长均无明显抑制作用,证实MeJA处理后稻瘟病病情指数的下降是由于MeJA提高了水稻幼苗的抗瘟性。对水稻抗瘟性重要防御酶的活性测定结果表明,苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和脂氧合酶(LOX)活性均在MeJA处理早期上升,与亲和性互作水稻相比,高度非亲和性互作水稻中的诱导活性增加明显,且速度快。对病程相关蛋白β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶的活性测定结果表明,高度非亲和性互作水稻PR蛋白活性的高峰期出现和强度也明显要早且高于亲和性互作水稻。对内源水杨酸(SA)的测定结果表明,不同亲和性互作水稻的SA含量均没有明显的变化,表明MeJA诱导的水稻信号通路可能与SA信号通路无关。 相似文献
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为研究稻瘟病菌Magnaporthe oryzae不同菌株间的相互作用,选择与单抗性基因系水稻IRBL5-M （携带抗性基因Pi5）表现为亲和性的菌株HN52与非亲和性的菌株HN119为研究对象,将其单独或混合接种到单抗性基因系水稻IRBL5-M中,并通过荧光显微镜观察接种后水稻叶鞘的发病情况及病斑面积,测定接种后水稻内相关抗性基因OsWRKY45、OsNPR1、OsPR10、OsMAPK2的表达量以及活性氧的变化。结果显示,相较于单独接种亲和性菌株,混合接种后单抗性基因系水稻IRBL5-M病斑发病面积减少;混合接种中亲和性菌株HN52菌丝侵染能力降低,侵染菌丝细胞间扩展率显著降低73.13%;同时单抗性基因系水稻IRBL5-M中OsWRKY45、OsNPR1、OsPR10和OsMAPK2抗性基因表达量显著增加,水稻叶片中活性氧含量增加,表明在菌株混合侵染过程中,非亲和性菌株可通过激发水稻的抗性反应来降低亲和性菌株对水稻的侵染程度。 相似文献
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Grisel Ponciano Masayasu Yoshikawa Jamie L. Lee Pamela C. Ronald Maureen C. Whalen 《Physiological and Molecular Plant Pathology》2006,69(4-6):131-139
Disease resistance mediated by the resistance gene Xa21 is developmentally controlled in rice. We examined the relationship between Pathogenesis Related (PR) defense gene expression and Xa21-mediated developmental disease resistance induced by Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo). OsPR1a, OsPR1b, and OsPR1c genes were cloned and their induction was analyzed, in addition to the OsPR10a gene, at the juvenile and adult stages in response to a wildtype Xoo strain that induces a resistance response (incompatible interaction) and an isogenic mutant Xoo strain that does not (compatible interaction). We found that the adult stage leaves are more competent to express these OsPR1 genes and that the Xa21 locus is required for the highest levels of induction. 相似文献
14.
《Physiological and Molecular Plant Pathology》2007,70(4-6):131-139
Disease resistance mediated by the resistance gene Xa21 is developmentally controlled in rice. We examined the relationship between Pathogenesis Related (PR) defense gene expression and Xa21-mediated developmental disease resistance induced by Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo). OsPR1a, OsPR1b, and OsPR1c genes were cloned and their induction was analyzed, in addition to the OsPR10a gene, at the juvenile and adult stages in response to a wildtype Xoo strain that induces a resistance response (incompatible interaction) and an isogenic mutant Xoo strain that does not (compatible interaction). We found that the adult stage leaves are more competent to express these OsPR1 genes and that the Xa21 locus is required for the highest levels of induction. 相似文献
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ABSTRACT Responses of rice to Magnaporthe grisea and Cochliobolus miyabeanus were compared. In Tetep, a rice cultivar resistant to both fungi, pathogen inoculation rapidly triggered the hypersensitive reaction (HR), resulting in microscopic cell death. In rice cv. Nakdong, susceptible to both pathogens, M. grisea did not cause HR, whereas C. miyabeanus caused rapid cell death similar to that associated with HR, which appeared similar to that observed in cv. Tetep, yet failed to block fungal ramification. Treatment with conidial germination fluid (CGF) from C. miyabeanus induced rapid cell death in both cultivars, suggesting the presence of phytotoxins in CGF. Pretreatment of cv. Nakdong with CGF significantly increased resistance to M. grisea, while the same treatment was ineffective against C. miyabeanus. Similarly, in cv. Nakdong, benzothiadiazole (BTH) significantly increased resistance to M. grisea, but was ineffective against C. miyabeanus. Methyl jasmonate (MeJA) treatment appeared to be ineffective against either fungus. Increased resistance of cv. Nakdong to M. grisea by BTH or CCF treatment was correlated with more rapid induction of three monitored PR genes. Application of MeJA resulted in the expression of JAmyb in cv. Nakdong being induced faster than in untreated plants in response to M. grisea infection. In contrast, the expression pattern of the PR and JAmyb genes in response to C. miyabeanus was nearly identical between cvs. Nakdong and Tetep, and neither BTH nor MeJA treatment significantly modified their expression patterns in response to C. miyabeanus infection. Our results suggest that rice employs distinct mechanisms for its defense against M. grisea versus C. miyabeanus. 相似文献
16.
《Physiological and Molecular Plant Pathology》2006,68(1-3):51-60
In order to understand the defense machinery in the model cereal crop rice, we performed a large-scale analysis of rice gene expression in response to rice blast Magnaporthe grisea (M. grisea) or Magnaporthe oryzae and bacterial blight Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) during the early incompatible and compatible interactions. Using a gene chip containing 10 254 rice cDNAs representing 9240 unique genes, we identified 794 and 612 genes differentially expressed in the incompatible and compatible rice–M. grisea interactions, respectively, with 274 genes co-regulated during both interactions. In the rice–Xoo pathosystem, 454 and 498 differentially expressed genes were identified in the incompatible and compatible interactions, respectively, including 237 co-regulated genes in the both interactions. By clustering differentially regulated genes from all these interactions, we identified 29 co-regulated genes in the all four interactions, and 86 and 74 co-regulated genes in the two incompatible and two compatible interactions, respectively. These differentially expressed genes could be classified into three categories, including M. grisea- and Xoo-regulated, M. grisea-specific, and Xoo-specific. The expression patterns of representative defense-related genes were further confirmed by RT-PCR. The large-scale expression data from our microarray analysis indicated the existence of distinctive as well as shared defense pathways between the rice–M. grisea and rice–Xoo interactions. 相似文献
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水稻内生细菌的分离及其拮抗性与潜在致病性测定 总被引：6，自引：0，他引：6
从江苏省扬州、南通、常州和徐州等地水稻根、茎和种子分离获得内生细菌736个菌株,其中对稻瘟病菌、稻恶苗病菌、稻纹枯病菌和稻白叶枯病菌拮抗的菌株分别占20.7%、5.4%、3.1%和1.1%,且主要来自根和茎,并有24个和3个菌株分别对2种和3种病菌有拮抗活性。对稻瘟病菌和稻恶苗病菌拮抗的内生细菌转管培养20代后,多数菌株拮抗活性稳定,对其他两种病菌拮抗的菌株转管培养后则拮抗能力大都显著下降或丧失。经形态和生理生化鉴定,高拮抗菌株G87(对稻瘟病菌、稻恶苗病菌、稻白叶枯病菌拮抗)和J215(对稻瘟病菌、稻恶苗病菌拮抗)为枯草芽孢杆菌。针刺和剪叶接种试验表明,大多数水稻内生细菌不致病,少数(3.4%~4.8%)在人工接种条件下可有致病能力或潜在致病性。 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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ABSTRACT Magnaporthe grisea (anamorph = Pyricularia grisea) causes blast on rice (Oryza sativa) and gray leaf spot on turfgrass. Gray leaf spot is a serious disease on St. Augustinegrass (Stenotaphrum secundatum), perennial ryegrass (Lolium perenne), and tall fescue (Festuca arundinacea). Virulence assays performed in this study revealed that M. grisea collected from rice could also cause disease on St. Augustinegrass and tall fescue. One rice isolate, Che86061, caused similar disease reactions on susceptible cultivars of rice and St. Augustinegrass and an incompatible interaction on resistant cultivars of both species. To explore whether similar defense-related genes are expressed in rice and St. Augustinegrass, a rice cDNA library was screened using pooled cDNAs derived from M. grisea-infected St. Augustinegrass. Thirty rice EST (expressed sequence tag) clones showing differential expression in St. Augustinegrass following M. grisea inoculation were identified and classified into six putative functional groups. Northern blot analyses of seven EST clones that collectively represented each putative functional group confirmed that the expression of five out of seven EST clones was similar in both rice and St. Augustinegrass. This study represents one of the first attempts to use a broad-scale genomic approach and resources of a model monocot system to study defense gene expression in St. Augustinegrass following M. grisea infection. 相似文献