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【目的】禾谷孢囊线虫(Heterodera avenae)是一种严重危害麦类作物的重要植物病原线虫,对农业生产造成巨大的经济损失,然而其致病机制和有效防控方法还有待进一步研究。通过克隆禾谷孢囊线虫的果胶酸裂解酶新基因Ha-pel-1,并对其表达特性进行分析,为后续探究Ha-pel-1的基因功能及其与寄主的互作提供理论依据,并为探讨禾谷孢囊线虫防控途径提供新思路。【方法】采用同源克隆结合RACE技术从禾谷孢囊线虫中克隆出一个新的果胶酸裂解酶基因;采用DNAMAN、Clustal、Signal P 4.0 Server和GSDS等相关生物信息学软件和在线工具分析该基因的核苷酸和氨基酸序列,并使用MEGA 5.0构建系统进化树;采用原位杂交和半定量PCR方法确定该基因的在禾谷孢囊线虫中的表达部位及其在线虫不同龄期中的表达情况。【结果】从禾谷孢囊线虫中成功克隆出一个果胶酸裂解酶基因Ha-pel-1(Gen Bank登录号GQ998895),该基因c DNA全长1 717 bp,包含一个长度为1 563 bp的开放阅读框,编码一个长度为521个氨基酸残基的蛋白,其理论分子量为57.5 k D,理论等电点为8.52。从线虫基因组DNA中扩增获得长度为7 199 bp的Ha-pel-1基因组全长,基因结构显示分析发现,Ha-pel-1基因组包含14个外显子和13个内含子,除第3个内含子剪接位点是GC-AG外,其余12个内含子都符合真核生物基因剪接位点GT-AG规则。同源比对结果表明,预测蛋白Ha-PEL-1的C端与大豆孢囊线虫果胶酸裂解酶HG-PEL-1、甜菜孢囊线虫果胶酸裂解酶HS-PEL-1均有67%的一致性和83%的相似性;此外,其N端信号肽后比报道的其他植物寄生线虫果胶酸裂解酶多出一段长度为254个氨基酸残基的序列,这段序列中,靠近N端的184个氨基酸残基与数据库中的蛋白均无相似性,而靠近C端有70个氨基酸残基(Lys205—Glu274)与韦塞尔斯布朗病毒NS5蛋白(注册号3ELD)的甲基转移酶区域有32%的一致性和47%的相似性。氨基酸序列分析发现,预测蛋白Ha-PEL-1包含一个长度为20个氨基酸残基的信号肽和4个果胶酸裂解酶第3家族(PL3)的高度保守区域以及多个保守的半胱氨酸残基;系统进化分析发现,Ha-pel-1及其他已报道的线虫果胶酸裂解酶基因与细菌和真菌来源的PEL聚在一个大的分支中;原位杂交结果显示Ha-pel-1主要在禾谷孢囊线虫亚腹食道腺中表达;半定量RT-PCR确定Ha-pel-1在寄生前和寄生后的2龄幼虫中大量表达。【结论】通过对禾谷孢囊线虫中一个新果胶酸裂解酶基因Ha-pel-1的克隆和表达特征分析,揭示该基因与禾谷孢囊线虫的侵染和寄生过程密切相关。 相似文献
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【目的】克隆和分析与大豆孢囊线虫寄生密切相关的果胶酸裂解酶新基因,为研究大豆孢囊线虫寄生和致病的分子机理提供依据,并为探讨大豆孢囊线虫的防控新途径提供理论基础。【方法】通过EST分析结合RACE-PCR扩增方法,从大豆孢囊线虫中克隆出1个果胶酸裂解酶新基因;通过原位杂交和半定量PCR的方法确定基因的表达部位和分析不同发育阶段的基因表达;采用Southern杂交方法分析基因的拷贝数。【结果】 从大豆孢囊线虫中克隆出1个全长为957个碱基编码227个氨基酸残基的新果胶酸裂解酶基因Hg-pel-5（GenBank 登录号HQ123259）。Hg-pel-5 基因组由2个外显子和1个内含子组成。预测蛋白含有20个氨基酸残基的信号肽和4段细菌结构的果胶酸裂解酶第三家族的保守位点。原位杂交确定Hg-pel-5在大豆孢囊线虫亚腹食道腺中表达。半定量RT-PCR结果表明Hg-pel-5在寄生前和寄生过程早期的2龄幼虫大量表达。Southern杂交结果显示Hg-pel-5存在于大豆孢囊线虫基因组中并以多拷贝形式存在。【结论】对大豆孢囊线虫中1个新的果胶酸裂解酶基因Hg-pel-5进行克隆和分析,表明该基因在大豆孢囊线虫早期寄生过程中发挥重要作用。 相似文献
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基于SCAR标记的小麦禾谷孢囊线虫快速分子检测技术 总被引：1，自引：2，他引：1
【目的】建立从禾谷孢囊线虫及其近缘种的混合群体中检测禾谷孢囊线虫的快速分子检测方法。【方法】使用随机扩增多态性DNA（RAPD）和特征序列扩增区域（SCAR）标记的方法,运用PCR技术进行特异性检测。【结果】用本研究建立的SCAR标记快速分子检测体系对9种32个线虫种群进行检测,能够直接从混合线虫样品中检测出禾谷孢囊线虫。该检测方法对禾谷孢囊线虫的孢囊、2龄幼虫具有扩增能力,最低检出阈值为1/2000个孢囊,1/80头2龄幼虫。【结论】本研究设计的SCAR标记快速分子检测体系能够从禾谷孢囊线虫及其近缘种的混合种群中快速检测出禾谷孢囊线虫,且检测准确、灵敏度高。 相似文献
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《农业科学学报》2017,(3)
The cereal cyst nematode,Heterodera avenae Wollenweber,1924,is a major pest of cereal crops throughout the world and causes serious yield losses,especially of wheat.Previous studies have shown that this species is widely distributed in the Czech Republic.In this study,seven populations of H.avenae were molecularly studied,and one population was morphologically described.Three regions(18S,28S,and internal transcribed spacer 1)of ribosomal DNA were sequenced and the analysis of the 18S gene of six populations did not reveal any variation,whereas the internal transcribed spacer 1and 28S sequences of six populations differed by only two nucleotides from a population in?ilina.Precise and quick identification of cereal cyst nematodes is important for effective control measures and ribosomal sequence analyses of seven populations in this study will be useful in future phylogenetic studies of Heterodera spp.occurring in the Czech Republic. 相似文献
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《农业科学学报》2017,(7)
Heterodera avenae(cereal cyst nematode, CCN) infects many cereal crops and causes serious yield losses worldwide. Interaction studies investigating H. avenae and its hosts are still in their infancy. In this study, a barley model plant, the Hordeum vulgare cultivar Golden Promise, was investigated for its potential as a candidate model host to study its interaction with H. avenae. CCN-infective juveniles were attracted by the root tips and gathered around the root elongation zones of Golden Promise on 0.7% water agar plates. The juveniles invaded the roots and developed successfully until maturation at 40 days after inoculation in sterile sand soil. The cryotomy and syncytium measurements indicated that the syncytia enlarged gradually throughout the development of the nematodes and caused the corresponding root regions to swell obviously. Quantitative real-time PCR analysis showed that the down-regulation of defence-related barley genes and up-regulation of development-related barley genes contribute to the understanding of compatible interaction between H. avenae and Golden Promise. Barley stripe mosaic virus(BSMV) virus-induced gene silencing(VIGS) can be used in the roots of Golden Promise. In conclusion, the Hordeum vulgare cultivar Golden Promise is a suitable candidate model host for interaction studies with Heterodera avenae. The studies presented above document the first CCN host that not only has published genome context but also be compatible to BSMV VIGS. 相似文献
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用SDS-蛋白酶K裂解法(SDS-PK)、TE-蛋白酶K裂解法(TE-PK)、PCR buffer-蛋白酶K裂解法(PCRB-PK)和盐酸胍裂解法(Gu.HCl)提取禾谷孢囊线虫单个孢囊基因组DNA,以提取得到的基因组DNA为模板PCR扩增核糖体DNA(rDNA)片段,以扩增成功率和效率来反映基因组DNA提取的质量.结果表明:在所选的4种方法中,SDS-PK法扩增成功率最高,达85.71%,Gu.HCl法次之,TE-PK法最低.经微波裂解后,4种方法的DNA提取的成功率均有提高,其中微波裂解SDS-PK法为禾谷孢囊线虫单胞囊DNA提取的最优方法,PCR成功率可达96.97%. 相似文献
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二硫氰基甲烷与灭菌唑和吡虫啉的联合使用对小麦孢囊线虫的防治 总被引：1，自引：0，他引：1
在田间自然情况下测试2种主要成分为二硫氰基甲烷的新型种衣剂及其与常规种衣剂灭菌唑和吡虫啉的联合使用对小麦孢囊线虫的防治效果。播种前用种衣剂对小麦种子分别进行包衣处理。分别调查播种前、抽穗期和收获后土壤中的孢囊数量及单孢囊卵量的变化,同时对小麦抽穗期的株高和收获时的千粒重等进行测定。结果表明:测试种衣剂对小麦进行包衣处理后均对该处理小区的孢囊及单孢囊卵量有抑制作用,其中甘农Ⅲ号种衣剂单独使用和甘农Ⅲ号种衣剂+灭菌唑(0.5∶0.5)联合使用处理小区的单孢囊卵量减退率最高,防效分别达到37.59%和32.86%,实际增产率分别达到16.09%和26.40%;甘农Ⅲ号种衣剂+灭菌唑(0.5∶0.5)联合使用和甘农Ⅲ号种衣剂单独使用2个处理,对抽穗期白雌虫的抑制率最高,分别为72.27%和70.29%,对孢囊的防效分别达到51.61%和50.74%;甘农Ⅲ号种衣剂+灭菌唑(0.5∶0.5)联合种衣剂、甘农Ⅲ号种衣剂+吡虫啉(0.5∶0.5)联合种衣剂2个处理的小区增产效果显著高于其他处理,理论增产率分别达到40.35%和44.39%。甘农Ⅲ号种衣剂+灭菌唑(0.5∶0.5)联合种衣剂可有效防控小麦孢囊线虫病害,不仅降低了农药的使用量,同时也显著提高了小麦产量,适于在生产上推广应用。 相似文献
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为了解小麦孢囊线虫(Cereal cyst nematode,CCN)在安徽省的分布和主要麦区CCN的种类,以及群体间关系,调查了淮北等麦区小麦根系白雌虫,用"Zig-Zag"法在怀远等地采集土样,用Fenwick&Oostenbrink法分离土样中的孢囊并孵化得2龄幼虫,利用孢囊阴门锥形态及de-man法鉴定CCN种类,扩增ITS特征片段,用MEGA5.05构建系统发育树。结果表明,安徽省52%采样点检出CCN,淮河以北采样点均检出CCN,江淮麦区7%的采样点检出CCN,长江以南麦区采样点未检出CCN。发生在怀远、凤台、灵璧、界首和颍上麦区小麦根际CCN鉴定为禾谷孢囊线虫(Heterodera avenae),淮河以北发生H.avenae麦区占淮北小麦种植面积的41.6%,另外,怀远H.avenae群体和其他群体亲缘关系较远,群体间形态有一定差异,但和亲缘关系差异无一致性。 相似文献
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松材线虫和拟松材线虫食道腺及其分泌物超微结构观察 总被引：1，自引：1，他引：0
该文用透射电镜观察比较松材线虫南黑株系、拟松材线虫杭九株系幼虫期和成虫期食道腺和分泌物颗粒的形态以及在生活史中的变化. 结果表明二者的食道腺的结构以及在不同时期活性的变化是一致的:幼虫期亚腹食道腺发达,内有大量的分泌颗粒;成虫期背食道腺发达,内有大量的分泌颗粒. 松材线虫和拟松材线虫食道腺分泌颗粒可分为两种类型,这两种类型的分泌颗粒在体积和电子密度上都存在差异. 松材线虫和拟松材线虫株系间的分泌颗粒在体积上存在差异. 相似文献
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为明确大豆U-box型E3泛素连接酶介导植物抗病性的机理,以抗胞囊线虫品种灰皮支黑豆为材料,利用RT-PCR技术克隆GmPUB24基因的蛋白质编码区序列（coding sequence,CDS）,对该基因进行生物信息学分析,并接种大豆胞囊线虫,进行诱导表达分析。结果表明,GmPUB24基因CDS总长1 254 bp,编码417个氨基酸,分子量为46.78 ku。蛋白质二级结构分析显示,GmPUB24编码的蛋白质含有α螺旋、无规则卷曲、延伸链、β折叠,α螺旋占比最高为58.9%,为亲水蛋白质且无跨膜结构域,无信号肽;蛋白质系统进化树表明,其与野生大豆亲缘性最高,亚细胞定位显示其定位于细胞质中。GmPUB24基因上游1 500 bp启动子区含有CGTCA-motif、TGACG-motif等响应抗病通路的作用元件,以及ABRE、WUN-motif、TATA-box等响应非生物胁迫的作用元件。实时荧光定量PCR（qRT-RCR）结果显示,GmPUB24在接种大豆胞囊线虫1~3 d持续上调表达,接种3 d时根部表达量为未接种线虫样本的6.14倍,表明GmPUB24基因可被大豆胞囊线虫诱导表达,可能参与大豆抵御胞囊线虫的过程。研究结果为阐明大豆U-box家族基因在抗大豆胞囊线虫病中的调控机制奠定了基础。 相似文献
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大豆孢囊线虫扩展蛋白新基因(Hg-exp-1、Hg-exp-2)的鉴定及功能分析 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】大豆孢囊线虫(Heterodera glycines)是大豆上最重要的土传病原物之一,由孢囊线虫口针分泌的扩展蛋白(expansin)在线虫侵染过程中发挥了重要作用。本研究旨在鉴定大豆孢囊线虫扩展蛋白基因,并对其结构、组织定位和发育表达特性进行研究,为进一步明确大豆孢囊线虫的寄生、致病机制打下基础。【方法】利用同源基因克隆技术,根据已报道的线虫expansin基因的保守序列设计上下游简并引物,从大豆孢囊线虫2龄幼虫cNDA中克隆expansin基因的EST片段,根据EST片段序列设计RACE特异性引物,通过RACE技术扩增测序后采用DNAstar 7.1和DNAman软件对序列进行比对和拼接,得到大豆孢囊线虫expansin基因c DNA全长;采用CLC sequence viewer 6进行开放阅读框查找、蛋白质翻译和序列比对;使用EBI在线软件Signal P 3.0 Server和TMHMM软件进行预测蛋白质前体信号肽和跨膜结构域预测,GSDS在线软件进行基因组结构分析;使用PHYML软件和MEGA5.0软件最大似然法对获得的基因与其他线虫expansin基因进行比对与系统进化树构建;采用Southern杂交技术分析Hg-exp-1在大豆孢囊线虫基因组中的拷贝数;通过原位杂交技术确定2个expansin基因的表达部位;提取卵、侵染前2龄幼虫、侵染后2龄幼虫、3龄幼虫、4龄幼虫与白雌虫的c DNA作为模板,通过半定量PCR技术分析expansin基因在线虫不同龄期的发育表达特性;根据Hg-exp-1基因序列设计引物扩增并合成dsRNA,对大豆孢囊线虫2龄幼虫浸泡处理24 h后接种大豆植株,分析Hg-exp-1 RNA干扰后对线虫侵染的影响。【结果】从大豆孢囊线虫2龄幼虫中成功克隆出2个扩展蛋白基因全序列,命名为Hg-exp-1和Hg-exp-2,长度分别为1 047和1 037 bp,分别编码长度为288和295个氨基酸的多肽,2个预测蛋白N端均含有信号肽,无跨膜结构域,表明其为分泌型蛋白。序列比对发现大豆孢囊线虫HG-EXP-1序列与马铃薯金线虫(Globodera rostochiensis)GR-EXPB1(CAC83611)和GR-EXPB2(CAC84564)以及非洲茎线虫(Ditylenchus africanus)DA-EXPB1(ADJ57307)等具有高度一致性。Southern杂交分析表明,expansin基因在大豆孢囊线虫中可能以多拷贝方式或多基因家族存在。原位杂交显示它们特异地在大豆孢囊线虫亚腹食道腺表达。Hg-exp-1体外RNA干扰后,2龄幼虫浸泡在dsRNA 24 h,靶基因的转录水平下调,接种后大豆根内线虫2龄幼虫数和雌虫数分别下降了38.3%和43.4%。【结论】从大豆孢囊线虫中成功分离鉴定出2个expansin基因,同时明确了其在大豆孢囊线虫寄生早期过程中起重要作用。 相似文献
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中国小黑豆对大豆胞囊线虫3号生理小种的抗性遗传研究 总被引：6，自引：0，他引：6
用大豆胞囊线虫（Ｈｅｔｅｒｏｄｅｒａｇｌｙｃｉｎｅｓ）３号生理小种接种抗病品种小粒黑豆、连毛会黑豆、磨石黑豆与感病品种铁丰２４号、铁丰１８号、开育１０号杂交组合，根据Ｆ２代分析结果，小粒黑豆在铁丰２４号背景下表现出有两对抗病基因，在开育１０号的背景下由４对显性抗病基因控制对３号小种的抗性，磨石黑豆在铁丰２４号背景下有两对隐性抗病基因，铁丰１８号×连毛会黑豆组合Ｆ２代分离表现为三对基因的互补作用。 相似文献
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基于线粒体DNA-COI序列的禾谷孢囊线虫和菲利普孢囊线虫双重PCR检测 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】设计禾谷孢囊线虫（Heterodera avenae）和菲利普孢囊线虫（Heterodera filipjevi）特异性引物,建立同步快速检测这两种线虫的双重PCR体系,为中国小麦孢囊线虫（cereal cyst nematodes,CCN）的田间快速诊断与综合治理提供技术支持。【方法】通过比对分析10种植物寄生线虫24个群体的线粒体DNA（mtDNA）COI序列,分别设计并筛选禾谷孢囊线虫和菲利普孢囊线虫的上游特异性引物HaF8和HfF9,以及下游通用引物HafR8;通过引物浓度比和退火温度的优化,建立针对这两种CCN的双重PCR检测体系;利用该体系对中国黄淮麦区部分CCN样品进行种类鉴定。【结果】筛选并获得的特异性引物HaF8/HafR8及HfF9/HafR8,可在一步PCR反应中实现对禾谷孢囊线虫和菲利普孢囊线虫的特异性检测。引物HaF8/HafR8对禾谷孢囊线虫的特异性扩增产物为200 bp,而HfF9/HafR8对菲利普孢囊线虫的特异性扩增产物为320 bp,条带区分较明显。对双重PCR检测体系的优化发现,引物HaF8、HfF9、HafR8的退火温度为58℃时,该检测体系具有较高的特异性和扩增效率;引物HaF8﹕HfF9﹕HafR8浓度比为0.24﹕0.16﹕0.4 μ·L-1时,该检测体系能从不同供试线虫中同时特异性地检测出禾谷孢囊线虫和菲利普孢囊线虫,且扩增效率较高。该检测体系对禾谷孢囊线虫和菲利普孢囊线虫单孢囊的检测灵敏度为1/2 000 000个孢囊,而对2龄幼虫的检测灵敏度则分别为1/640条线虫和1/1 280条线虫。对采集自中国黄淮麦区CCN病田的14份土样进行双重PCR检测,发现有8个样本只扩增出200 bp的条带,表明这些样本的CCN种类为禾谷孢囊线虫,有4个样本只扩增出320 bp的条带,表明CCN种类为菲利普孢囊线虫,2个样本同时扩增出200和320 bp两个条带,表明样品为禾谷孢囊线虫和菲利普孢囊线虫的混合发生。以上结果表明,该检测体系可以成功用于两种小麦孢囊线虫田间复合侵染情况的快速诊断。【结论】基于mtDNA-COI序列开发的特异性引物以及建立的双重PCR检测体系,可用于禾谷孢囊线虫和菲利普孢囊线虫田间单一和混合发生样本的同步快速检测。 相似文献
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大豆胞囊线虫病生物防治研究进展 总被引：2，自引：0，他引：2
大豆胞囊线虫病的生物防治是有效控制大豆胞囊线虫群体的重要措施。通过对各种生物防治方法的逐渐深入研究,生物防治这一措施将在大豆生产上有效控制大豆胞囊线虫的发生与为害发挥重要作用。对近年来沈阳农业大学植物线虫研究室及部分国内外的线虫研究室在大豆胞囊线虫病生物防治方面的研究进展进行了综述,研讨过去生防措施的利弊,探索大豆胞囊线虫病生物防治的新方法,为有效控制大豆胞囊线虫病开辟新的途径。 相似文献
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线粒体磷酸转运体(mitochondrial phosphate transporter, MPT)基因家族是位于线粒体内膜上的一种重要的功能蛋白,负责将重要代谢底物无机磷酸通过线粒体内膜从细胞质转移到线粒体基质中,在细胞维持正常功能中起到了关键的生理作用。本研究利用生物信息学工具,系统地分析了葡萄MPT基因家族成员的进化关系、基因结构、蛋白质理化性质和保守基序,以及组织特异性表达和同源基因的相关性。结果表明,葡萄全基因组中鉴定出64个MPT家族基因。根据系统发育树可以分为7组,分布于19条染色体上,其中两对基因存在串联复制现象。保守基序分析表明,所有MPT家族成员都含有保守的Mito_carr结构域。组织特异性表达表明,VvMPT基因在果皮、花、叶中高表达。同源基因分析表明,葡萄VvMPT基因家族可能在花器官发育、维持离子浓度中起到了重要作用。 相似文献
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调查了湖北省禾谷孢囊线虫(Heterodera avenae)病的分布。在襄阳市重病田采样观察了禾谷孢囊线虫不同龄期的形态,研究了不同龄期线虫的发生动态。结果表明,禾谷孢囊线虫在襄阳、天门、潜江、钟祥、汉川都有发生,以襄阳最多,平均每100 mL土样含有效孢囊12.5个。在小麦播种后20 d就有2龄幼虫侵入根部,播种后143 d根内幼虫数量达到顶峰。入侵的幼虫在根内定居取食为害,在播种后158 d发育成白雌虫而露出根外,在播种后174 d白雌虫数量达最高峰。 相似文献
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BURP是一类存在于植物中的特有蛋白,在生长发育和逆境响应等方面起重要作用。试验从青花菜中克隆到一个BURP基因,命名为BoBURP1,在生物信息学分析的基础上,用RT-PCR研究了它在不同器官中的表达模式。研究结果表明,BoBURP1的基因组DNA全长2 030 bp,具2个内含子;编码区全长为1 872 bp,编码623个氨基酸;推导的蛋白质分子量为70.795 6 ku,等电点为8.65。系统发育分析结果表明,BoBURP1与12种不同植物的同源蛋白可分为3组,BoBURP1与十字花科植物同源序列的相似性最高,在进化树上聚为一组。RT-PCR结果表明,BoBURP1在根、茎、叶、花蕾、花和角果中均有表达,叶、花蕾和花的表达量最高,而根和茎中的表达量最低。 相似文献
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利迪链霉菌A01可以产生大量的抗生素——纳他霉素,其通过结合病原真菌细胞膜上的甾醇分子而起到抑制病原菌生长的作用.燕麦噬酸菌的鞭毛蛋白组分FLAGELLIN可以诱导植物抗性,激发活性氧及水杨酸防御反应途径.本研究将燕麦噬酸菌蛋白激发子基因flagellin克隆,接合转移入利迪链霉菌A01中,使工程菌增加诱导植物抗性的功能.PCR验证表明:成功获得了含flagellin基因的阳性工程菌株,证明通过链霉工程菌构建可实现抗生与诱抗的协同作用,预计会提高防治植物病害的效果. 相似文献