科研产出
水稻化感抗(耐)稗草相关转录因子OsMYB57的靶蛋白筛选
《南方农业学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]揭示水稻化感抗(耐)稗草的转录调控机制,为遗传修饰改良水稻化感性状做铺垫,也为杂草的防控提供新途径.[方法]利用SMART技术,通过同源重组方式,在Y2H菌株中构建水稻受稗草胁迫的酵母cDNA文库;利用限制性内切酶BamHⅠ和NdeⅠ构建OsMYB57 C端缺失的pGBK-OsMYB57诱饵载体,按照YeastmakerTM Yeast Transformation System 2操作检测诱饵自激活活性;用酵母双杂交技术筛选OsMYB57互作蛋白,将所得互作蛋白的编码序列构建至pGAD载体,并与诱饵载体共转化Y2HGold菌株验证蛋白互作,再以BiFC技术进一步验证蛋白间的互作.[结果]酵母cDNA文库库容量为1.36×107 CFU/mL,插入片段在250~2000 bp,平均长度大于1000 bp,重组率为100%,库容量大且质量良好;筛选出4个有注释的互作蛋白,分别是16号RZFP34、50号4HTR、51号BM1PD和74号GTP1;回转验证及BiFC结果显示RZFP34、4HTR、BMIPD、GTP1与OsMYB57在植物细胞中相互作用,其中RZFP34是一个E3亚型泛素连接酶,在植物中响应非生物逆境胁迫应答,且水稻OsRZFP34基因启动子区含有与水稻化感调控有关的水杨酸和茉莉酸等激素响应及MYB转录因子结合域相关元件.[结论]RZFP34通过与OsMYB57互作参与水稻化感转录调控而发挥作用.
关键词： 水稻;稗草;互作;化感抗(耐)性;OsMYB57;酵母双杂交
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水稻酵母双杂交文库构建及PID2胞内结构域互作蛋白的筛选
《分子植物育种 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为了进一步挖掘水稻PID2胞内互作蛋白质，阐明Pid2介导的稻瘟病抗性机制。本研究利用SMART技术，构建了受稻瘟病诱导后不同时间段的含抗性基因Pid2水稻材料的cDNA文库；通过PCR扩增获得PID2胞内结构域编码片段Pid2-JM，构建了诱饵表达载体pGBK-Pid2-JM，并进一步利用酵母双杂交技术筛选Pid2-JM的互作蛋白。结果表明，构建的cDNA酵母文库细胞密度为9.0×10~7Cells/mL，文库插入片段在500～2 000 bp之间，重组率为100%，诱饵载体无自激活活性；利用诱饵载体经筛选文库后，新发现一个能与Pid2-JM互作的U-box类E3泛素连接酶PBP1，经回转试验验证了PBP1与Pid2-JM可在烟草细胞内互作。综上，本研究成功构建了稻瘟病诱导下的水稻酵母双杂交文库，并筛选到一个能与PID2胞内结构域互作的U-box类E3泛素连接酶，该结果为进一步揭示水稻抗稻瘟病信号转导机制提供参考。
关键词： 稻瘟病 酵母双杂交 Pid2 互作蛋白 E3泛素化连接酶
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稻瘟病抗性对根际土壤微生物多样性的影响
《生态科学 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为了解稻瘟病抗性与根际土壤微生物之间的关系,在云南宜良大田条件下对6个稻瘟病单基因系Piz、Pib、Pikh、Pi19、Pi3、Pita和受体"丽江新团黑谷"(LTH)进行了诱发鉴定,利用ITS1和16S rDNA高通量测序技术对土壤根际真菌的ITS1序列以及细菌16S rDNA区片段进行了分析.结果显示单基因系Piz、Pib、Pikh表现抗病,Pi19、Pi3、Pita和LTH表现感病;子囊菌门(Ascomycota)是真菌的优势门(73.41%),变形菌门(Proteobacteria)是细菌的优势门(32.48%),7个土样在主要微生物种类组成上相似;抗、感单基因系根际土壤真菌在罗兹菌门(Rozellomycota)(分别为7.69%和14.66%,LTH为5.59%)及其下属的罗兹菌种(Rozellomycota_sp)(分别为6.97%和13.99%,LTH为5.59%)和担子菌门(Basidiomycota)的伞菌纲(Agaricomycetes)(分别为1.2%和0.7%,LTH为1.7%)及伞菌目(Agaricale)(分别为1.1%和0.5%,LTH为1.6%)上存在显著性差异(P<0.05);细菌在变形菌门(Proteobacteria)的 γ-变形菌纲未鉴定的目上存在显著性差异(P<0.05),相对平均丰度分别为10.02%和11.65%,受体LTH为8.55%,表明水稻抗性对根际土壤微生物丰度有影响.结果为探究稻瘟病的抗病机理和生物防治提供了线索.
关键词： 稻瘟病 单基因系 土壤真菌 土壤细菌 ITS1 16S rDNA
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适用于云南粳稻种植区的稻瘟病抗性基因分析
《分子植物育种 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为筛选广适用于云南粳稻区的稻瘟病抗性基因,在云南宜良、建水、祥云、永平这4种生态条件下对22个抗稻瘟病单基因系抗病性进行了自然诱发鉴定;将在宜良筛选出来的来自中国8省区的89份抗叶瘟粳稻品种（系）进行了6个稻瘟病菌株的接种鉴定,并用Pib、Pikh、Pi9、Pi5基因功能性分子标记进行了基因分析。结果表明,单基因系Pib、Pikh、Piz、Pi9连续2年在4个试验点对叶瘟和穗颈瘟均表现抗病,Pi5前期感叶瘟,但均中抗穗颈瘟;Pia、Pi1、Pil9、Pi3、Pi12、Pii、Pikm、Pik、Piks、Pish、Pit、Pita和Pita2 13个单基因系在4个试验点均感叶瘟和穗颈瘟,Pi7、Pizt、Pikp、Piz5仅在永平和祥云点中的1～2个点表现抗病。接种鉴定表明89份资源中79份抗6个菌株（占88.76%）,8份抗5个菌株,2份抗4个菌株,从而确认这些材料对叶稻瘟病具有一定的抗性。89份资源基因分析表明携带Pib、Pikh、Pi9、Pi5的材料分别占62.92%、56.18%、21.35%、26.97%,但云南省内外存在差异,在云南省选育品种中分别为67.50%、57.50%、22.50%、37.50%,在云南省外品种中分别为62.16%、48.65%、27.03%、10.81%;78个材料携带Pib、Pikh、Pi9这3个基因中的1～3个,这可能是这些材料表现抗叶稻瘟的重要原因。本研究结果表明Pib、Pikh、Piz、Pi9、Pi5这5个基因在云南籼粳稻交错区-温暖粳稻亚区具有广泛的利用价值。
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水稻抗稻瘟病基因Bsr-d1的SNP区域在地方品种中的变异分析
《分子植物育种 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为揭示地方水稻品种中稻瘟病持久抗性基因Bsr-d1序列变异类型,本研究以收集到的缅甸、老挝和越南共79份地方水稻品种为供试材料,设计抗稻瘟病Bsr-d1基因特异引物对Bsr-d1基因启动子功能位点区段进行PCR扩增及测序分析。研究表明,79份地方水稻均持有抗稻瘟病Bsr-d1或bsr-d1等位基因,品种间存在18个变异位点和22个碱基的差异,根据差异所有品种可归为6种单倍型,其中H4和H6为优势单倍型,分别占测试品种的20.25%、58.23%;6种单倍型中仅H3单倍型携带抗性位点,有8个材料归为此类型,占10.13%。缅甸地方品种拥有H120（15.79%）、H220（2.63%）、H320（13.16%）、H420（18.42%）、H620（50%）等5种单倍型,优势单倍型为H6;老挝地方品种有H120（2.56%）、H320（7.69%）、H420（23.08%）、H520（2.56%）、H620（64.10%）205种单倍型,H6为优势单倍型,表明缅甸、老挝间在单倍型种类和抗性品种比例上均存在一定差异。本研究结果表明缅甸、老挝水稻资源携带持久抗性基因Bsr-d1的品种比例远高于中国品种,对中国选育稻瘟病持久抗性品种具有重要的利用价值,应加强对该地区种质的引进和分析评价。
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贵州禾落粒性基因qSH1调控区SNP分析
《分子植物育种 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：贵州禾是在贵州省黔东南地区种植的一类特殊的稻种,为探究其遗传特性,本研究对49份贵州禾和来源中国11个省市（自治区）和韩日的112份稻种的落粒性基因qSH1调节区序列进行测序分析。结果表明,161份供试品种在696个碱基序列上存在13个变异位点,归为6种DNA单倍型,在功能位点12 290上,仅H6为T,属不易落粒单倍型,其余单倍型均为G,属易落粒单倍型。贵州地方稻（包括贵州禾）出现了所有的6种单倍型,H5为优势单倍型,占85.48%,云南地方稻仅出现H2、H3、H5这3种单倍型,H3为优势单倍型,占62.49%,两省地方稻在基因型种类和优势单倍型上均存在差异。其余稻种（包括日韩品种）全归为H5、H6两种单倍型,中国北方省份80.95%品种归属单倍型H6,南方省份85.71%选育品种归于易落粒单倍型H5,南北方在优势单倍型上存在差异。49份贵州禾归为H1、H4、H5这3种单倍型,H1、H4仅在贵州禾中出现,H5为优势单倍型,占91.84%,贵州禾外的13份贵州地方水稻品种归为H2、H3、H5、H6这4种单倍型,H5是优势类型,占61.54%,贵州禾和贵州其他地方品种在基因型种类和优势单倍型频率上均存在差异。贵州禾q SH1基因型均属易落粒类型,不能解释其不易落粒的特性,推测qSH1另有调控机制或qSH1不是贵州禾落粒性的主要驯化位点。
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不同叶稻瘟抗性水稻品种对根际真菌的影响
《江苏农业科学 》 2021 北大核心
摘要：为了解水稻稻瘟病抗性与土壤根际真菌之间的关系,利用ITS高通量测序技术对7个不同抗稻瘟病水稻品种土壤根际真菌ITS1序列进行分析。结果表明,共检测到根际真菌ITS1有效片段486 250个,以97%的相似度聚为1 178分类操作单位（operational taxonomic unit,简称OTU）;物种查询显示,归为12个门（含1个未分类的真菌群）,35个纲（含8个未分类的菌群）,82个目（含12个未分类的菌群）,146个科（含34个未分类的菌群）,248个属（含63个分类地位未定或未分类的菌群）和362个种（含63个未分类种）。7个土样真菌门类相似,子囊菌门（Ascomycota）是最大的优势菌门,相对丰度为67.04%。抗和感稻瘟病品种群土样在稻绿核菌属（Ustilaginoidea）和稻绿核菌（Ustilaginoidea sp.）上存在显著性差异（P<0.05）,其相对丰度平均数分别为5.09%、7.31%,即在稻瘟病病菌侵染条件下抗稻瘟病品种对稻曲病病原菌稻绿核菌具有抑制作用。结果可为探寻水稻抗稻瘟病机制提供土壤微生物的线索。
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稻瘟病抗性基因Pita在中日韩粳稻中的分布
《分子植物育种 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：为了解2 350份来源中国、日本和韩国粳稻品种(系)稻瘟病抗性基因Pita的分布,利用2个KASP分子标记对该基因进行了检测,605份材料表现有利,1 732份不利,7份为杂合,6份不确定。在有利、不利和杂合三个群体中分别随机选取316份、101份和7份材料,对Pita基因功能片段进行了测序分析,结果显示有利群体中KASP检测结果准确率为95.89%,不利群体100%,2个KASP分子标记可以用来联合检测水稻种质资源的Pita抗性基因。根据KASP分子标记检测结果,在中国北方地方稻种中仅0.69%品种携带Pita抗性基因,在中国13个省区市育成品种(系)和日本韩国外来稻种中均有一定的分布,频率7.02%～55.81%,表明Pita基因在东亚地区范围内均得到了一定的应用,但各地区应用程度相差较大,其中中国吉林、辽宁、宁夏、浙江四省地区较高。通过415份材料Pita基因功能片段609个碱基序列的比较,仅发现3个变异位点(第2 388位,第2 752位,第2 766位)和4种基因单倍型,其中抗性基因仅一种单倍型(H1),感病基因有三种单倍型(H2, H3, H4),H2为优势单倍型(84.84%)。本研究结果为开发和利用中日韩地区稻种资源和品种布局提供了依据。
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两种不同化感潜力水稻CYP73A38基因及其启动子的克隆分析
《基因组学与应用生物学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：水稻化感作用指水稻通过向环境中释放次生代谢产物来影响周围植物的生长.本研究以国际公认的化感水稻PI312777和非化感水稻Lemont为材料,克隆肉桂酸-4-羟化酶(C4H)编码基因CYP73A38的cDNA序列进行对比分析,发现两种水稻在该基因的序列差异极小,存在6个位点差异.为了进一步揭示两种水稻化感潜力不同的原因,对CYP73A38启动子进行了克隆分析,获得CYP73A38基因启动子序列,该启动子序列包含CAAT-box、TATA-box、光响应元件、赤霉素响应元件、生长素响应元件、低温响应元件等多个顺式作用元件及MYB类转录因子结合位点,且差异位点均不在顺式作用元件上,由此推测两种水稻化感潜力的差异与基因结构没有相关性.不同化感潜力水稻CYP73A38基因及其启动子的克隆与序列分析,将为进一步研究CYP73A38基因的表达调控及其启动子功能分析提供参考,为加快水稻化感抗性品种的选育进程提供依据.
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中国部分水稻品种Bsr-d1启动子稻瘟病持久抗性位点序列分析
《分子植物育种 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：为发掘稻瘟病种质资源持久抗性基因Bsr-d1,本研究对来源中国的210份稻种Bsr-d1基因启动子功能片段511个碱基序列进行了比对分析。结果发现品种间存在18个变异位点28个碱基的差异,根据差异所有品种可归为7种单倍型,其中H4和H6为优势单倍型,分别占测试品种70.48%和23.81%;云南地方品种拥有H1、H2、H3、H4、H5、H6等6种单倍型,优势单倍型为H4 (51.95%)、H6 (35.06%);选育品种有3种单倍型,分别为H4、H6、H7、H6为优势单倍型,地方品种单倍型较选育品种丰富。其他地区品种仅发现H4(1.52%)和H6 (98.48%) 2种单倍型,云南省单倍型更为多样丰富。7种单倍型中仅H1单倍型(占1.43%)携带抗性位点,仅3个云南地方品种出现该单倍型,说明中国地方品种和选育品种中均缺乏Bsr-d1稻瘟病持久抗性基因。本研究结果为寻找和发掘持久抗稻瘟病基因Bsr-d1提供了线索。
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