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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
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纹枯病是水稻生产中最重要的病害之一,其病原物立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)是一种典型的土传真菌。前期我们通过立枯丝核菌侵染水稻后转录组测序,发现多个水稻内源miRNA响应R. solaniAG1-IA的侵染,其中Osa-miR535-3p的表达在R. solani侵染后被抑制。为明确Osa-miR535-3p在水稻应答R. solani侵染中的功能,本研究分别构建了Osa-miR535-3p在感病品种Xudao3背景下的敲除和过表达材料。发现与Xudao3相比,Osa-miR535-3p敲除系的纹枯病发病程度显著加重,而其过表达系的发病程度明显减轻。 Osa-miR535-3p敲除系的二级枝梗数目增多、穗长增加、分蘖数减少、千粒重增加,而其过表达系的株高降低、二级枝梗数目减少、穗长变短、分蘖数增多、千粒重下降,表明Osa-miR535-3p也参与调控水稻的农艺性状。通过RNA-seq通路分析,发现Osa-miR535-3p主要是通过影响植物激素信号通路如乙烯(Ethylene,ET)、吲哚乙酸(3-Indoleacetic acid,IAA)等信号相关基因的表达,调控水稻对纹枯病的抗性。本研究结果将为进一步解析水稻抗纹枯病分子机制提供理论参考,同时将为抗纹枯病水稻品种培育提供新思路。 相似文献
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内生细菌EBS05对烟草诱导抗性的信号转导途径研究 总被引：2，自引：0，他引：2
樟树内生枯草芽胞杆菌EBS05是一株对多种植物病原菌具有较强拮抗活性,并能诱导烟草系统抗性的生防菌株。本文以缺失Surfactin A合成相关基因的突变菌株EBS05T为材料,研究了内生细菌EBS05对烟草诱导系统抗性的激发子及其信号转导途径。结果表明,菌株EBS05产生的Surfactin A是诱导烟草对TMV系统抗性的有效激发子;Surfactin A诱导处理后,SA信号转导途径下游的关键调节基因NPR1首先被激活,并持续超量表达,进而触发PR1b和PR1a基因持续超量表达,表明Surfactin A诱导烟草对TMV的系统抗性是通过激活SA信号转导途径实现的。同时,Surfactin A诱导处理后24~72 h,JA/ET信号转导途径调节基因PDF1.2被激活,且超量表达,表明在Surfactin A诱导烟草对TMV系统抗性的信号转导过程中,可能存在SA信号途径和JA/ET信号途径的交叉协同作用。 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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本研究根据大豆与疫霉互作的基因芯片数据,筛选了一个受疫霉诱导表达的大豆抗病相关基因(Gm DRRP,glycine max disease resistance response protein),并对其启动子响应疫霉侵染的功能进行了研究。序列分析表明该基因编码一个大豆抗病相关蛋白。分别用SA、Me JA、ABA、ETH和GA3五种激素处理后,发现该基因的表达受激素的抑制。克隆其转录起始位点上游1 590 bp的启动子区,生物信息学分析发现该区域包含多个已知与逆境响应相关的顺式元件。进一步将启动子构建在融合Gus报告基因的植物表达载体上,分别瞬时转化烟草和稳定转化大豆根毛,并检测了Gus报告基因的表达情况。结果表明,Gm DRRP启动子均能在两种体系中不同程度的受疫霉诱导,其表达模式为接种后0.5 h被快速诱导,并在2 h时显著提高。根据生物信息学对顺式元件的预测结果,对启动子进行了分段分析,获得了一个222 bp的小片段,其疫霉诱导表达能力是全长启动子的34%。以上结果表明大豆的Gm DRRP启动子能被疫霉快速诱导。 相似文献
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水稻转录因子OsBTF3对不同病原菌和信号分子的基因表达反应 总被引：5，自引：0，他引：5
转录因子基因OsBTF3在水稻品种日本晴悬浮细胞中受白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)诱导表达。为了阐明OsBTF3在水稻叶组织中的表达特征,本研究利用RT-Q-PCR技术,对经3种亲和性病原菌[水稻白叶枯病菌(Xoo)、水稻条斑病菌(Xooc)和稻瘟病菌(Mg)]接种和4种信号分子[脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)、茉莉酸甲酯(MeJA)、乙烯(ETH)]诱导处理的水稻叶片中OsBTF3的转录本进行了定量分析。结果表明,OsBTF3对Xoo、Xooc和Mg侵染的基因表达反应均显著地受到诱导,但反应速度和强度略有差异。而4种信号分子对OsBTF3表达的诱导作用差异较大,ABA诱导活性最强,MeJA和ETH次之,SA诱导作用不显著。因此,OsBTF3基因表达不仅具有病原菌Xoo、Xooc和Mg的诱导性,而且也具有信号分子MeJA、ETH和ABA的应答性。 相似文献
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2个适于水稻条斑病菌致病相关基因转录表达分析的启动子探针载体的构建 总被引：1，自引：0，他引：1
水稻条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzicola, Xoc)为稻黄单胞菌种下的致病变种,引起细菌性条斑病(bacterial leaf streak, BLS),对水稻安全生产构成严重威胁。为准确在水稻条斑病菌中进行致病相关基因的转录表达和调控分析,本研究构建了包含终止子、gusA报道基因和多克隆位点等启动子探针元件的载体pUTG01和pUTG14。选取Xoc的hrpF启动子,构建在pUTG01载体上,将其导入hrpX突变体RΔhrpX中,GUS活性测定结果显示,hrpF基因的表达显著减低,验证了hrpF受HrpX正调控,证实该载体可有效进行基因的转录表达分析;通过双质粒兼容共存策略,在hrpX突变体中同时实现了hrpX基因的功能互补和通过GUS活性定量测定hrpF基因的转录表达分析。该载体系统的建立,为后续分析稻黄单胞菌致病相关基因的表达调控提供了有效的工作系统。 相似文献
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水稻条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzicola, Xoc)侵染水稻,引起细菌性条斑病(bacterial leaf streak, BLS)。Xoc主要依靠hrp基因簇(T3SS基因)编码的III型分泌系统(type III secretion system, T3SS)将效应蛋白注入水稻细胞中,激发寄主水稻的感(抗)病性。为了准确在Xoc中进行T3SS基因表达调控的分析,本研究设计出桥梁载体策略,将目标基因的启动子或者功能片段构建在高拷贝的桥梁载体,获得融合表达元件,通过亚克隆的方式将融合元件转入骨架载体上,获得用于转录表达和蛋白表达分析的载体。为了验证该策略的可行性,选取hrpG、hrpX和hrcC基因构建了相应的启动子探针载体和蛋白表达载体,将这些载体导入毒性调控子基因trh、lrpX和zur的突变体中,GUS活性测定、荧光定量PCR以及蛋白免疫杂交结果显示:在trh、lrpX和zur的突变体中,hrpG、hrpX和hrcC的转录表达水平、mRNA水平和蛋白表达水平呈现一致。这表明这套桥梁载体策略能够有效应用于T3SS基因转录表达和蛋白表达的分析。综上所述,运用桥梁载体能够克服低拷贝载体DNA遗传操作效率低的缺陷,这一策略也适用于毒性相关基因调控机理的研究,这将为Xoc-水稻互作研究提供高效的工作系统。 相似文献
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水稻条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzicola, Xoc)侵染水稻,引起细菌性条斑病(bacterial leaf streak, BLS)。Xoc主要依靠hrp基因簇(T3SS基因)编码的III型分泌系统(type III secretion system, T3SS)将效应蛋白注入水稻细胞中,激发寄主水稻的感(抗)病性。为了准确在Xoc中进行T3SS基因表达调控的分析,本研究设计出桥梁载体策略,将目标基因的启动子或者功能片段构建在高拷贝的桥梁载体,获得融合表达元件,通过亚克隆的方式将融合元件转入骨架载体上,获得用于转录表达和蛋白表达分析的载体。为了验证该策略的可行性,选取hrpG、hrpX和hrcC基因构建了相应的启动子探针载体和蛋白表达载体,将这些载体导入毒性调控子基因trh、lrpX和zur的突变体中,GUS活性测定、荧光定量PCR以及蛋白免疫杂交结果显示:在trh、lrpX和zur的突变体中,hrpG、hrpX和hrcC的转录表达水平、mRNA水平和蛋白表达水平呈现一致。这表明这套桥梁载体策略能够有效应用于T3SS基因转录表达和蛋白表达的分析。综上所述,运用桥梁载体能够克服低拷贝载体DNA遗传操作效率低的缺陷,这一策略也适用于毒性相关基因调控机理的研究,这将为Xoc-水稻互作研究提供高效的工作系统。 相似文献
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存在于启动子中的各种顺式作用元件在基因应答逆境的过程中起重要的作用，对这些元件进行适当组合是构建诱导型合成启动子的重要可行途径之一。本研究利用多个逆境应答元件(S盒、D盒、Gst1盒、TCA盒和LURP1基因启动子的-85~-46区)和CaMV35S核心(-46-+8)序列相连，组成一个人工合成启动子PRBS，并构建了GUS为报告基因的转化载体，通过农杆菌介导的遗传转化方法获得其水稻转基因植株。利用T1代转基因水稻株系，通过检测GUS酶活性，研究了PRBS在不同逆境及外源激素作用下的表达特征。结果发现PRBS组成型表达水平低，可不同程度地应答稻瘟病病原菌侵染，机械损伤和外源激素(ABA、SA和MeJA)处理，表明PRBS可作为诱导型启动子用于水稻抗逆基因工程遗传改良。 相似文献
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玉米衰老相关蛋白基因ZmSAP的克隆与表达分析 总被引：1，自引：0，他引：1
利用立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)诱导胁迫下玉米高耐纹枯病自交系幼苗叶片所构建的cDNA文库中获得的EST序列,通过电子克隆和RT-PCR方法,结合cDNA末端快速扩增技术,从玉米叶片中分离克隆到衰老相关蛋白基因的全长cDNA序列,命名为ZmSAP(GenBank登录号:GU253311)。序列分析表明,ZmSAP全长1156bp,包含一个完整的603bp的开放阅读框(ORF),具有连续的Poly A尾和典型的加尾信号AATTAA。ProtParam程序预测表明该基因编码200个氨基酸,相对分子量为21.92kD,等电点为10.38。该氨基酸序列与豌豆、挪威云杉、寄生藻等有不同程度的同源性且在不同物种间具有一个保守结构域,染色体定位发现该基因位于玉米第1条染色体上。荧光定量PCR分析表明,在高耐纹枯病自交系R15和高感纹枯病材料478中ZmSAP基因在病菌胁迫初期呈诱导表达,可能参与了病原菌诱导的细胞程序性死亡过程,说明该基因与纹枯病菌胁迫响应机制密切相关。 相似文献
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鸭粪中1株水稻纹枯病菌拮抗细菌的鉴定 总被引：1，自引：0，他引：1
为探索稻鸭复合生态系统抑制水稻纹枯病发生的作用机理,以从鸭粪中分离到的1株拮抗细菌A168对水稻纹枯病菌的拮抗效果进行了研究。测定了其对水稻纹枯病菌的拮抗作用及其抑菌谱;根据培养性状、形态特征、生理生化测定、扫描电镜观察及16S rDNA序列分析对其进行了鉴定;构建了包括其在内的13株相关种属菌株的系统发育树。A168菌株对水稻纹枯病有明显的拮抗作用,且对小麦赤霉病菌(Fusarium graminearum)、稻曲病菌(Ustilaginoidea virens)和油菜菌核病菌(Sclerotinia sclerotiorum)有抑制作用,抑菌谱广;A168菌体杆状,革兰氏染色阳性、芽孢中生、周生鞭毛、16S rDNA分析与其亲缘关系较近菌株Bacillus cereus(AJ577288.1)的同源性达99%,结合形态和生理生化特征,鉴定A168菌株为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus),其16S rDNA序列已在GenBank中注册,登录号为GQ118339。A168为开发防治水稻纹枯病生防制剂提供了依据。 相似文献
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水稻纹枯病是由立枯丝核菌Rhizoctonia solani引起的,是水稻的三大病害之一.本研究采用基因敲除、荧光定量PCR和靶向代谢物差异分析等方法,初步探索了伯克霍尔德氏菌Burkholderia sp.JP2-270抑制水稻纹枯病菌的作用机制.首先,选取了水稻稻瘟病菌Magnaporthe oryza、香蕉枯萎病... 相似文献
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两株哈茨木霉菌株防治水稻纹枯病及促进水稻生长的潜力研究 总被引：3，自引：0，他引：3
由茄丝核菌(Rhizoctonia solani)引起的纹枯病是水稻生产中的重要真菌病害,严重影响水稻产量及品质。本研究评估了两株哈茨木霉菌株3S1-13和4S2-46对纹枯病生防潜力及其对水稻种子萌发和幼苗生长的促生效果。研究表明两株哈茨木霉菌株在马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA)上不产生分生孢子,但在含有1%酵母粉的PDA上能恢复产分生孢子的能力。菌株3S1-13和4S2-46发酵液对茄丝核菌的菌丝生长及菌核形成均有较强抑制作用,具有防治水稻纹枯病潜力,且发酵液防效显著高于孢子液的防效。菌株3S1-13和4S2-46发酵液处理后的水稻种子发芽率和幼苗的根系、鲜重均显著高于对照,显示出有利于促进种子发芽与生长的作用。研究结果表明两株哈茨木霉菌株发酵液不仅可以用于水稻纹枯病的生物防治,而且可以促进水稻种子发芽及生长,具有较好的应用潜力。 相似文献
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热激蛋白广泛存在于各种生物中,响应多种生物胁迫和非生物胁迫。前期研究结果显示,在水稻中超量表达小热激蛋白OsHsp18.0-CI基因,能通过增强水稻的基础防卫反应提高对水稻细菌性条斑病的抗性。本研究发现,OsHsp18.0-CI基因也能够受到白叶枯病菌的诱导表达,超量表达OsHsp18.0-CI的转基因水稻也增强了对多个白叶枯病致病菌株的抗性。转录组测序分析发现,OsHsp18.0-CI基因介导的水稻对白叶枯病的抗病信号途径有部分类似于其介导的对细菌性条斑病的抗性路径,同时也有大量新的未知功能基因的参与。以上结果表明,OsHsp18.0-CI基因受到病原菌的侵染时,也能通过增强水稻的基础防卫反应来提高对白叶枯病的抗性。 相似文献
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青枯菌通过Ⅲ型分泌系统向寄主植物细胞分泌100多种效应蛋白,对寄主植物的抗感病性产生影响。青枯菌效应蛋白RipQ启动子区存在典型的HrpB识别序列PIP box (5′-TTCGG-N15-TTCGC-3′),但其功能尚未明确。本研究分析了RipQ在青枯菌4种演化型菌株中的分布情况。以青枯菌GMI1000为出发菌,构建ripQ缺失突变体和过表达菌株,研究效应蛋白RipQ在青枯菌-番茄植物互作中的功能。结果显示,ripQ广泛分布于除演化型IV的不同青枯菌类群中。与野生型菌株相比,ripQ突变体在番茄上的致病力有一定程度的增强,而ripQ过表达菌株的致病力显著降低。突变体和过表达菌株在培养基中的生长与野生型没有区别,但过表达菌株在番茄体内的繁殖能力下降。RipQ过表达菌株侵染番茄后hrpB、hrpG和epsA基因表达量显著下调,且能够诱导番茄叶片H2O2的大量累积,过敏性坏死反应标志基因hin1和水杨酸信号通路标志基因PR1a的诱导表达。另外,在番茄上瞬时表达ripQ也可以观察到H2O2积累及叶片细胞坏死,伴随着hin1和PR1a的上调表达。这些结果表明效应蛋白RipQ具有诱导番茄抗性的作用,从而影响青枯菌在番茄植物上的致病力。 相似文献
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水稻纹枯病是水稻世界三大病害之一,严重影响水稻的产量与质量,揭示水稻纹枯病菌的致病机理对于防治水稻纹枯病具有重要意义。为此,本研究对立枯丝核菌AG1 IA的自然突变不致病菌株Rs3的形态和组织病理学研究以及基因组重测序分析其关键致病基因的突变,探寻其致病力丧失的原因。研究结果显示,与野生型AG1 IA相比,不致病菌株Rs3具有生长慢、接种水稻叶片不产生侵染附着结构,以及不导致水稻产生坏死病斑等生物学特点。而重测序结果分析显示,与野生型AG1 IA相比,不致病菌株Rs3的基因组范围内存在大量的突变,包括SNP和Indel,其中涉及与菌丝生长相关的actin基因,致病相关的cAMP通路、MAPK通路和钙离子信号等通路基因,以及效应因子相关基因。本研究通过对水稻纹枯病菌不致病菌株的组织病理学差异以及基因组层面上的基因突变分析,从菌株对寄主的识别、侵染生长和致病信号通路方面揭示了Rs3致病力丧失的可能原因,为后续纹枯病菌关键致病因子的发病机理研究奠定基础。 相似文献