科研产出
黑籽南瓜NBS类抗病基因的鉴别及关键基因分析
《植物生理学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：以云南栽培的枯萎病抗病品种绿皮黑籽南瓜(Cucurbita ficifolia)为材料,采用二代转录组和全长转录组测序相结合的方法,对黑籽南瓜NBS类抗病基因进行鉴别和筛选.结果显示:以NB-ARC作为参考氨基酸序列,共鉴定了43条CfNBS (NBS-type gene from C. ficifolia)类基因全长序列,分属于TNL、CNL、TN、RPW8-N和N类5个亚基因家族,典型的TNL和CNL类分别有2个和13个.系统进化树分析表明, CfNBS类基因可以分为4大类群,黑籽南瓜的NBS类抗病基因数量较少但其基因进化类型比其他瓜类物种丰富.与二代转录组进行比对,筛选获得11个差异表达的黑籽南瓜NBS类关键基因,包括4个抗病蛋白、2个蛋白激酶、2个TMV抗性蛋白和3个未知功能蛋白, qRT-PCR分析表明有10个Cf NBS类关键基因在枯萎病菌接种后48和96 h出现上调或下调表达,可能参与了黑籽南瓜对枯萎病菌侵染不同时间点的抗病应答过程.11个CfNBS类关键基因的GO (Gene Ontology)功能富集分析表明,其涉及的生物学过程显著富集在防卫反应、谷胱甘肽转运、改良氨基酸转运等10条GO条目中,涉及分子功能富集在ADP结合、受体丝氨酸/苏氨酸激酶结合、细胞壁结构成分3个GO条目中.而富集通路最多的是与TMV抗性蛋白同源的2个基因(CL19588contig1和CL21402contig1),说明这2个基因在抗病应答过程中起到了重要作用.11个CfNBS类关键基因qRT-PCR组织表达特异性分析表明,在根、茎、叶和果实中表达量最高的基因分别是CL34065Contig1、CL52011Contig1、CL6035Contig1和CL19588Contig1.以上结果可为开展黑籽南瓜NBS类抗病基因的克隆和功能验证,以及解析黑籽南瓜响应枯萎病菌胁迫的抗性应答机制提供参考.
关键词： 黑籽南瓜 枯萎病 转录组 NBS类基因 qRT-PCR
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枯萎病菌胁迫下3种黑籽南瓜HQRGA2表达及抗氧化酶活性差异分析
《植物生理学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：以云南栽培的3个黑籽南瓜(Cucurbita ficifolia)品种(白皮、花皮和绿皮品种)为试材,在室内接种评价枯萎病抗性基础上,研究了3种材料受枯萎病菌胁迫后NBS抗病基因同源序列HQRGA2(GenBank登录号MG946756)的表达差异,以及活性氧产生和抗氧化酶活性差异。结果显示,3种黑籽南瓜HQRGA2的表达均受枯萎病菌诱导,与感病白皮品种和中抗花皮品种相比,抗病绿皮品种HQRGA2的表达水平增加迅速且持续能力强,呈增加-降低的表达特点。接种枯萎病菌后,感病品种和中抗品种■产生速率呈上升趋势,抗病品种则在侵染中后期急剧升高。感病品种和中抗品种的POD活性、MDA含量主要呈升-降-升的变化趋势,SOD活性则主要呈先升后降的变化趋势;而抗病品种的POD和SOD活性变化平稳,MDA含量呈逐步增加的趋势。枯萎病抗性与侵染早期POD和SOD活性呈负相关,与后期MDA含量呈正相关,而CAT活性与抗性并无一致性,感病品种和抗病品种的变化平稳,中抗品种表现为平稳-升高。由此表明,枯萎病菌侵染黑籽南瓜后,产生了较高水平的■,感病品种主要依赖SOD和POD,中抗品种依赖POD、SOD和CAT来清除活性氧,以增加植株的抗氧化能力。与感病品种相比,抗病品种能迅速启动并维持NBS类抗病基因序列的高量表达,其抗氧化酶可维持较高的活性水平,但对枯萎病菌胁迫不敏感。
关键词： 黑籽南瓜 枯萎病 NBS类基因 qRT-PCR 抗氧化酶
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黑籽南瓜的利用与研究进展
《中国蔬菜 》 2019 北大核心
摘要：黑籽南瓜(Cucurbita ficifolia,2n=40)是一种重要的瓜类资源作物,具有抗寒、耐盐及抗病等多种优良的遗传性状,作为嫁接砧木在瓜类生产中发挥了重要作用,其优良性状的挖掘与利用对于瓜类遗传改良也具有重大意义。本文从黑籽南瓜栽培及利用、遗传多样性、细胞学和细胞工程、基因克隆方面的研究展开综述,重点阐述了抗逆性及其生理基础的研究进展,并对未来黑籽南瓜的研究方向进行展望,为进一步将黑籽南瓜这一特殊资源的优良性状应用到瓜类蔬菜的栽培和育种实践提供新的思路。
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黑籽南瓜中NBS类抗病基因同源序列的克隆与表达分析
《农业生物技术学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：黑籽南瓜(Cucurbita ficifolia)是云南特有的对病害有较强抗性的一种瓜类作物。为发掘利用其蕴含的优异抗病基因资源,本研究根据已克隆到的植物核苷酸结合位点(nucleotide binding site,NBS)类抗病基因的保守氨基酸结构域基因设计简并引物,通过PCR扩增从黑籽南瓜基因组中分离了8条黑籽南瓜抗病基因同源序列(resistance gene analogous,RGAs),聚类分析和相似性比较结果显示,黑籽南瓜抗病基因同源序列2(black seed squash resistance gene analogous 2,HQRGA2(Gen Bank No.:MG946756)单独为一类,且具有核苷酸结合衔接子(nucleotide-binding adaptor shared by APAF-1,R proteins and CED-4;NBARC)结构,其余7条序列均不具有NBS保守结构域。核苷酸相似性分析表明,HQRGA2与部分抗病基因序列的相似性达到87%~99%,其中与南瓜(Cucurbita maschata)NBS类抗病蛋白基因13(squash resistance gene analogous,SQRGA-13)和SQRGA-8的相似性分别达到98.0%和97.0%。对HQRGA2编码的氨基酸保守结构域分析表明,其含有NBS类抗病基因的4个保守模块:P-loop、Kinase-2、Kinase-3a和GLPL区,且属于无Toll蛋白或白介素1受体类似的NBS富亮氨酸重复(non toll/interleukin-1 receptor like of NBS plus leucine-rich region,non-TIR-NBS-LRR)类抗病基因同源序列。HQRGA2编码氨基酸的同源性分析结果表明,其与南瓜抗病蛋白基因SQRGA-13氨基酸同源性较高,达到96.6%,与其余抗病基因同源性在16.6%~43.8%之间,NBS区域氨基酸系统进化树分析结果表明,HQRGA2可能是一个新的抗病基因片段。q RTPCR分析表明,黑籽南瓜HQRGA2片段的表达受尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)的胁迫诱导,表现出先扬后抑的表达模式,说明HQRGA2可能为抗病相关基因片段。黑籽南瓜中NBS类抗病基因同源序列HQRGA2的获得为分离克隆其完整抗病基因提供了新线索。
关键词： 黑籽南瓜 核苷酸结合位点(NBS)类基因 保守结构域 qRT-PCR
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3种黑籽南瓜对枯萎病菌胁迫的响应
《热带作物学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：为探究白皮、绿皮、花皮3种黑籽南瓜对枯萎病菌抗病能力差异,本研究测定枯萎病菌胁迫下3种黑籽南瓜的气体交换参数、叶绿素荧光参数、抗氧化系统、丙二醛(MDA)的变化。结果表明:当受到枯萎病菌侵染后,3种黑籽南瓜的气体交换参数均出现不同程度的降低,白皮黑籽南瓜呈现大幅下降;花皮黑籽南瓜的F_v′/F_m′和绿皮黑籽南瓜Φ_(PSⅡ)、q_P上升,而白皮黑籽南瓜均表现下降,同时白皮黑籽南瓜q_N和NPQ显著下降,绿皮黑籽南瓜下降幅度最小;在抗氧化系统中白皮黑籽南瓜过氧化物酶(POD)活性增大,花皮黑籽南瓜减小,但花皮黑籽南瓜超氧化物歧化酶(SOD)活性显著增大;绿皮和白皮黑籽南瓜MDA含量升高,而花皮黑籽南瓜显著下降。研究发现:正常生长的白皮黑籽南瓜具有较高的光合能力,但其对枯萎病菌的抵抗力较弱,绿皮和花皮黑籽南瓜的抗病性强于白皮黑籽南瓜。
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黑籽南瓜基因组可转化人工染色体(TAC)文库的构建及分析
《农业生物技术学报 》 2012 北大核心 CSCD
摘要：黑籽南瓜(Cucurbita ficifolia)具有很强的抗逆能力,对低温、干旱、贫瘠土壤以及瓜类枯萎病等逆境均具有较强的抗性,这些优良的抗性基因很难通过有性杂交转移到其它瓜类作物上,但可通过可转化人工染色体(TAC)以大片段的形式转化到其它瓜类作物中。本研究利用TAC载体构建了黑籽南瓜基因组DNA文库,该文库包含57560个克隆,保存在150块384孔板中,其库容量相当于黑籽南瓜基因组的7倍。TAC文库克隆插入片段大小分布范围为20～100kb,超过40kb插入片段克隆占40%以上,插入片段平均大小为45kb。在挑取的15个TAC克隆中无空克隆;细菌继代培养30、60和100代后质粒的酶切鉴定表明,TAC克隆可以在大肠杆菌(Escherichia coli)DH10B中稳定复制和保存,说明本研究构建的文库质量较高。该研究结果表明,TAC文库为黑籽南瓜抗性基因的克隆、功能验证、物理图谱的构建和基因组测序等有关研究提供了基础资料。
关键词： 黑籽南瓜 可转化人工染色体(TAC) 基因组文库
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