一、玉米大斑病菌有性世代的研究进展(论文文献综述)
孙小芳,刘敏,潘婷敏,龚国淑[1](2021)在《四川玉米小斑病菌交配型组成与育性分析》文中研究指明【目的】明确四川省玉米小斑病菌(Cochliobolus heterostrophus)自然群体的交配型和有性态形成能力(育性),探索小斑病菌有性生殖在自然界发生的可能性。【方法】利用多重PCR技术对2013—2018年间采自四川和云南的玉米小斑病菌的交配型进行检测,通过相反交配型菌株的两两杂交筛选一对高配合力的菌株作为标准菌株,采用与标准菌株对峙的方法对待测田间菌株进行育性测定,以假囊壳及子囊的形成情况判定菌株的育性水平。【结果】544株玉米小斑病菌中交配型MAT1-1菌株286株,交配型MAT1-2菌株258株,出现频率分别为52.57%和47.43%。卡方检验两种交配型的比例符合1﹕1的分离比(χ2=1.441,P=0.230),未出现偏离。两种交配型菌株在各采样区均有分布,不同年份间交配型结构基本一致。筛选得到MSRS-2-3(MAT1-1)和DY-12-1-2(MAT1-2)作为一对标准菌株,与标准菌株杂交能够产生子囊孢子的可育菌株比例为88.79%,不能产生子囊孢子的不育菌株比例为11.21%。可育菌株中存在育性的分化,高育性、中等育性和低育性菌株分别占测试菌株的12.32%、27.39%和49.08%。采自不同年份、不同地区的小斑病菌育性结构存在差异,2013—2018年可育菌株率分别为77.88%、78.57%、93.33%、94.87%、93.49%和88.76%。云南西双版纳地区的菌株可育率最高,达到100%;其次为四川北部、中部、南部和东部地区,菌株可育率分别为93.25%、89.87%、83.33%和79.31%;四川西部地区菌株可育率最低,为69.23%。【结论】玉米小斑病菌自然群体中普遍存在MAT1-1和MAT1-2两种交配型,两种交配型均衡分布且多为可育菌株。尽管未见自然条件下玉米小斑病菌有性世代的报道,但两种交配型菌株和高比例可育菌株的普遍存在表明有性生殖可能正在发生。
杨贝贝[2](2020)在《玉米大斑病菌交配型分离频率和突变体转录组分析》文中提出玉米大斑病是玉米上的重要叶部病害,其病原菌为大斑刚毛座腔菌(Setosphaeria turcica),病菌为异宗配合真菌,其具有StMAT1-1和StMAT1-2交配型基因。玉米大斑病菌基因组中仅带有StMAT1-1基因的菌株被定名为A交配型菌株,仅含有StMAT1-2基因的菌株被定名为a交配型菌株,两个交配型基因都有的菌株被定名为Aa菌株。前期研究发现,不同年份中我国不同省份的玉米大斑病菌交配型组成规律难以掌握,并且缺失了交配型基因的玉米大斑病菌失去了有性生殖的能力,同时无性繁殖能力下降,表明交配型基因对玉米大斑病菌的有性和无性生殖具有重要意义。本文在前期研究基础上,首先系统分析了 2016-2018年我国不同玉米产区玉米大斑病菌交配型的组成情况,对不同年份各省份的交配型组成有一个初步的认识,对野生型菌株、StMAT1-1基因缺失突变体ΔStmat1-1和StMA T1-2基因缺失突变体ΔStmat1-2进行转录组分析,通过生物信息学分析方法进行GO和KEGG富集分析,并筛选出与有性生殖相关的差异表达基因,为玉米大斑病菌有性生殖过程中交配型基因调控机制研究提供了前期基础。主要结果如下:1.本研究对野外采集的不同年份不同省份的玉米大斑病病斑进行病原菌分离,并进行交配型鉴定。在2016-2018年的278株玉米大斑病菌中,A交配型菌株22个,分离频率为7.91%;a交配型菌株234个,分离频率为84.18%;Aa交配型菌株22个,分离频率7.91%。2.分别收集25℃培养5d的野生型菌株01-23、突变菌株ΔStmat1-1和ΔStmat1-2的菌丝进行RNA-Seq测序,共检测到表达基因13896个,其中已知基因11253个,新基因2643个;表达转录本共21809个,其中已知转录本10936个,新转录本10873个。3.将检测到表达的基因采用NR数据库、Swiss-prot数据库、Pfam数据库、COG数据库、GO和KEGG数据库进行基因功能注释。共发现注释到GO数据库的基因8122个,被注释到KEGG数据库的基因3749个,9442个基因被注释到COG数据库,11,179个基因被注释到NR数据库,6695个基因被注释到Swiss-Prot数据库,7929个基因被注释到Pfam数据库。4.在野生型菌株和突变体菌株间进行基因差异表达分析,在WTvsStMAT1样品组中共获得差异表达基因3099个,其中基因表达是上调的有1393个,基因表达是下调的有1706个;在WTvsStMAT2样品组中,共得到3666个差异基因,有1523个基因表现为表达量上调,2143个基因表现为表达量下调;在StMAT1vsStMAT2样品组,差异表达基因共1949个,表达上调基因758个,表达下调基因1191个。5.将不同样品组差异表达基因分别进行功能富集,GO富集显示与代谢活动相关,酶的活性、膜的成分的条目富集显着。KEGG富集分析发现,与氨基酸代谢、信号通路相关的Pathway富集显着。6.从差异表达基因中筛选出有性生殖相关基因中有6个与信息素相关的差异表达基因和25个与减数分裂相关的差异表达基因,对筛选的有性生殖相关的差异基因的同源蛋白查找发现,玉米大斑病菌交配型基因缺失,影响有性生殖过程中的减数分裂、细胞过程和信号转导。
孙小芳[3](2020)在《有性生殖在四川玉米小斑病菌群体遗传变异中的作用研究》文中认为玉米小斑病(Southern corn leaf blight)是世界玉米生产上的重要病害之一,其病原无性态为玉蜀黍平脐蠕孢菌(Bipolaris maydis),有性态为异旋孢腔菌(Cochliobolus heterostrophus)。病原菌具有寄主适应性强,生理分化明显,遗传多样性丰富等特点。有性生殖是病菌发生变异的重要途径之一,通过有性生殖发生的基因重组,不仅能丰富病原菌的遗传多样性,还能产生致病性更强的菌株,但有性生殖在小斑病菌遗传多样性形成中的作用尚不清楚。本研究主要以四川玉米小斑病菌为对象,在明确自然群体遗传多样性的基础上,开展病菌群体的交配型检测和育性分析,评估有性生殖的发生概率;构建基于交配型基因的系统发育树,明确交配型基因在小斑病菌及其近似种属系统发育研究中的作用;利用荧光染料对有性世代的结构进行观察,并对影响有性世代发育的诱导条件进行优化,以获得高成活率的子囊孢子;在此基础上,选择高配合力菌株进行杂交组合,构建有性生殖子代群体,比较子代与亲代的遗传差异,分析有性生殖在病菌遗传多样性形成中的作用,为揭示玉米小斑病菌变异机制及预测小斑病菌群体演化规律奠定基础。主要结果如下:1.2012~2018年,在四川、云南等地133个采样点共获得玉米小斑病菌单孢菌株697株,各菌株在菌落形态、生长速率、产孢量等培养性状上表现出丰富的多样性。其中84.07%的菌株在PDA培养基上平均生长速率超过6.00 mm/d,52.22%的菌株平均产孢量达到6×104个/cm2,表现出较强的菌丝生长能力和产孢能力。通过构建基于核糖体DNA内转录间隔区(r DNA-ITS)和三磷酸甘油醛脱氢酶基因(GAPDH)序列的系统发育树,能够有效地揭示小斑病菌在平脐蠕孢属中的分类地位。致病性测定表明,小斑病菌群体中存在明显的致病性分化,其中强致病力菌株为优势类型。运用筛选的9个ISSR引物共获得93个清晰、稳定的扩增位点,多态性频率为93.55%,表明小斑病菌存在丰富的DNA多态性。病菌的总遗传多样性为0.1929,种群内遗传多样性为0.1528,种群遗传分化系数为0.1799,表明遗传变异主要源于群体内部。在相似系数为0.79处可将211个小斑病菌菌株分为5个类群,初步分析表明小斑病菌的遗传聚类与地理来源存在一定的相关性。2.对引起玉米叶斑病的46株蠕孢菌菌株的交配型基因(MAT1-1和MAT1-2)、r DNA-ITS、GAPDH、黑色素还原酶基因(Brn1)和翻译延长因子基因(TEF-1α)序列进行测定,并联合Gen Bank数据库下载的其他蠕孢菌相关序列进行单基因和多基因系统发育分析。结果表明,构建的单基因和多基因系统发育树均能将蠕孢菌中Bipolaris,Curvularia,Exserohilum和Drechslera属有序的聚类,表明基于交配型基因的系统发育分析能够有效区分平脐蠕孢属及其近似的蠕孢菌各属的亲缘关系,交配型基因可以应用于蠕孢菌的系统发育学研究。3.利用荧光染料对小斑病菌有性世代的细胞壁、细胞核和脂质进行染色。荧光显微镜下子囊孢子被染成清晰可辨的亮蓝色,成熟的子囊孢子含有59~91个细胞核,每个细胞含有4~11个细胞核,同时子囊孢子被染成橘红色,表明子囊孢子内储藏大量的脂质物质。子囊孢子悬浮液接种玉米离体叶段,接种2~6h,子囊孢子开始萌发,形成芽管;接种12~24h,大量形成附着胞,每个孢子萌发产生4~7个附着胞;接种后24h,大量形成侵入菌丝,并穿透细胞壁进入相邻细胞;接种后48h,离体叶段出现明显症状,表明小斑病菌子囊孢子同分生孢子一样具有侵染力。小斑病菌有性世代诱导的最佳方法为以Sach’s培养基为基础培养基,玉米叶片为诱导基物,外源添加0.02g/L生物素和0.06g/L Fe Cl3,p H值5~7,24℃下黑暗培养,此时假囊壳及子囊的产生均为最佳。4.采用PCR检测的方法对544株玉米小斑病菌的交配型进行鉴定,其中MAT1-1菌株286株,MAT1-2菌株258株,两种交配型的比例符合1:1的分离比(χ2=1.441,p=0.230)。两种交配型的菌株在各采样区均有分布,但频率稍有不同。筛选一对亲和性高的菌株作为标准菌株,对544株小斑病菌的育性进行测定,其中能够产生子囊孢子的可育菌株483株,占比88.79%。菌株间存在育性的分化,高育性、中等育性、低育性和不育菌株分别占比12.32%、27.39%、49.08%和11.21%。不同地理来源的菌株育性结构不同,菌株育性水平可能与地理来源有关。5.根据育性分析结果,选取配合力较高的6对亲本菌株进行有性杂交,通过单子囊孢子分离的方法构建有性生殖F1代、F2代菌株群体,共获得的F1代菌株264株、F2代菌株180株。444个子代菌株中,MAT1-1菌株214株,MAT1-2菌株230株,两种交配型比例为1.07:1,卡方检验符合1:1分布(χ2=0.071,P=0.789)。F1代和F2代菌株交配型组成一致,表明交配型基因能够稳定遗传。育性测定结果表明,子代菌株较亲本出现了育性分化,可育菌株率为78.60%,高育性、中等育性、低育性和不育菌株分别占比1.13%、25.23%、52.25%和21.40%。F1代和F2代菌株育性结构差异不大,均表现出育性降低的趋势。对子代菌株的生长速率、产孢量、致病性等进行测定,结果表明子代菌株较亲本产生了明显的分化,部分菌株表现出菌丝生长能力、产孢能力和致病性增强的现象,表明有性生殖是导致小斑病菌发生变异的因素之一。综上,玉米小斑病菌自然群体存在丰富的遗传多样性,两种交配型均衡分布且多数为可育菌株。室内诱导能够获得大量的有性子代,且子代群体表现丰富的遗传变异。尽管在自然界中很难发现小斑病菌的有性世代,但隐秘的有性生殖可能正在发生,并在小斑病菌遗传变异中起着重要作用。
李学然[4](2019)在《玉米大斑病菌C2H2型锌指蛋白家族生物信息学分析及其基因表达研究》文中指出C2H2型锌指蛋白转录因子家族(ZFs)是一类含有ZnF-C2H2保守结构域的蛋白家族,该家族广泛存在于稻瘟病菌、禾谷镰孢、核盘菌等植物病原真菌中,参与调节病菌的生长发育、胁迫反应及次级代谢等过程,但在玉米大斑病菌中尚未见报道。因此,本研究将在玉米大斑病菌全基因组范围内鉴定C2H2型锌指蛋白转录因子家族,并对其家族成员基因及其编码蛋白的结构特征、理化性质、家族成员间蛋白互作关系等进行了分析,利用RNA-Seq技术研究了该家族成员在病菌生长发育和侵染玉米过程中的表达情况。本研究可从整体上明确玉米大斑病菌C2H2型锌指蛋白家族特征,初步探索该蛋白家族在病菌生长发育及致病过程中的作用,为深入研究病菌C2H2型锌指蛋白转录因子家族各成员的功能奠定基础。主要研究结果如下:1.在玉米大斑病菌中共鉴定出27个C2H2型锌指蛋白转录因子家族成员,每个成员至少包含1个高度保守的ZnF-C2H2结构域;对其基因结构分析发现,大多数家族成员基因含有1个以上内含子,且内含子多为短内含子,外显子数目最多为8个,内含子数量最多为7个;构建玉米大斑病菌、酿酒酵母和稻瘟病菌3个物种系统发育树,发现所有C2H2型锌指蛋白转录因子被分为4个亚家族,且77.8%的玉米大斑病菌StZFs与稻瘟病菌C2H2型锌指蛋白转录因子(MoZFs)聚在一起,表明玉米大斑病菌与稻瘟病菌有较近的亲缘关系;保守基序分析发现,该家族具有6大类保守基序,其中motif 1、2、3为其蛋白核心序列。2.以酿酒酵母C2H2型锌指蛋白互作网络为依据,采用同源映射的方法构建了玉米大斑病菌StZFs家族成员的蛋白互作网络;并选择了网络中的一个节点蛋白(StZF8)和互作关系较强的2个蛋白(StZF7、StZF16)进行酵母双杂交验证,结果发现StZF7与StZF16、StZF7与StZF8、StZF8与StZF16均可在酵母中互作,但StZF8与StZF16的互作程度较弱,进一步证实了本研究中预测蛋白互作网络的准确性。3.通过分析玉米大斑病菌菌丝、分生孢子、芽管、附着胞和侵入钉等5个生长发育阶段的转录组数据,发现在27个C2H2型锌指蛋白家族成员中有12个在上述5个发育时期均表达,其中StZF1/5/7/11/16/22表达水平较高;随机选取其中5个(StZF1/5/7/19/22)基因进行qRT-PCR分析,发现其表达趋势与转录组数据基本一致。表明这些基因可能参与病菌生长发育过程的调控。4.通过分析玉米大斑病菌侵染抗(B73Ht)、感(B73)玉米品种24 h的转录组数据,发现在27个家族成员中有23个成员均表达,其中StZF2/7/8/11/12/16/22在侵染抗、感品种后表达水平均较高;另外,以胞悬液为对照,发现在所有表达的家族成员中,有8个家族成员在感病品种(B73)中的表达量显着上调,无显着下调基因;在抗病品种(B73Ht)中则有11个家族成员表达量显着上调,并且有3个家族成员表达量显着下调。随机选取了8个(StZF4/11/12/14/17/18/23/25)基因进行qRT-PCR分析,发现8个基因的表达水平比分生孢子时期上调,其表达趋势与转录组结果基本一致。表明玉米大斑病菌StZFs家族成员可能在侵染玉米过程中发挥作用。
石凤梅[5](2019)在《病程相关蛋白基因ZmPR-1和ZmPR-4的克隆及功能研究》文中研究说明玉米大斑病(Exserohilum turcicum)是一种主要的世界性病害,严重爆发地区的感病品种减产可达50%左右,种植抗病品种是防治大斑病最经济、有效的措施。为培育抗病新品种,筛选鉴定抗病相关基因已成为有效防控玉米大斑病的重要研究任务。所以从基因水平上揭示玉米在大斑病菌侵染过程中可能参与抗病反应的相关基因并对抗病相关基因进行克隆与功能分析,可为抗病分子育种提供科学依据及优良的抗病基因资源。杨树灰斑病(Phyllosticta populea Sacc)是杨树主要病害之一,发生面积大且危害严重,目前已成为杨树人工林急待解决的问题。种植抗病品种是防治杨树灰斑病的最安全、有效的措施,但因抗病种质资源匾乏,极大地阻碍了杨树抗病品种的选育。杨树作为转基因的木本模式植物,采用转基因技术将外源抗病基因转入其基因组中是防治杨树灰斑病行之有效的方法。病程相关蛋白(pathogenesis-related protein,PRP)是植物在病原物入侵等逆境胁迫过程中诱导表达的一类蛋白质,其功能大多与植物抗病反应密切相关。随着对其生化性质、作用机理、表达调控的深入研究,用病程相关蛋白基因转化植株日益成为植物防御病害的有效途径。本研究以抗病玉米自交系C103HtN为植物材料,采用RNA-seq测序技术,构建玉米响应大斑病菌侵染的转录组文库。对差异表达基因进行分析,筛选抗病相关基因;并对差异表达病程相关蛋白ZmPR-1和ZmPR-4基因进行克隆与功能分析,明确它们在抗玉米大斑病、杨树灰斑病反应中的作用,探索病程相关蛋白ZmPR-1、ZmPR-4基因的功能特性。这将进一步丰富病程相关蛋白与植物抗病关系的研究,同时也为利用植物基因工程防治植物病害的新途径提供理论依据及优良的抗病基因资源。研究结果如下:(1)构建了 9个大斑病菌诱导下玉米转录组文库,共获得差异表达基因5903个,其中有3195个基因上调表达,2708个基因下调表达。差异表达基因GO和KEGG功能显着性富集分析结果显示:与玉米抗逆响应关系密切的主要有乙烯代谢途径(ethylene metabolic process)GO:0009692、诱导系统抗性/茉莉酸介导的信号通路(induced systemic resistance/jasmonic acid mediated signaling pathway)G0:0009864、水杨酸介导的信号传导途径(salicylic acid mediated signaling pathway)G0:0009863、MAPK 信号通路(MAPK signaling pathway)ko04010、植物-病原体相互作用(Plant-pathogen interaction)ko04626等。并对植物与病原相互作用的基因、植物抗逆境相关转录因子、植物激素相关基因和植物抗氧相关基因四类差异表达基因进行了表达模式分析。由此可见,大斑病菌诱发了玉米多种抗病信号通路及信号传导途径,暗示玉米响应大斑病菌侵染的分子机制受到多基因网络系统的调控。随机选择8个差异表达基因进行qRT-PCR验证,结果证明Illumina RNA-Seq测序结果是可靠的。(2)通过基因差异表达分析,从中筛选了一个PR-1基因进行克隆及功能分析。ZmPR-1基因cDNA全长开放阅读框为504bp,编码167氨基酸,ZmPR-1蛋白具有PR-1基因家族完整的SCP超家族保守结构域,同多种植物的PR1蛋白同源性极高。干旱、盐、大斑病菌及其代谢物均可显着诱导该基因表达。构建植物表达载体,对其进行烟草转化,获得14株阳性株系。阳性株系抗病性测定结果显示:ZmPR-1基因在转基因烟草中过量表达可提高其对玉米大斑病菌的抗性。抗性株系烟草叶片防御酶活性的测定结果显示:转基因烟草在玉米大斑病菌胁迫下其超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均显着提高。初步明确ZmPR-1基因具有抗玉米大斑病菌的功能。(3)通过基因差异表达分析,从中筛选了一个PR-4基因进行克隆及功能分析。ZmPR-4基因cDNA全长开放阅读框为492bp,编码163氨基酸,并在23和24个氨基酸之间有一个明显的信号肽结构。干旱、盐、大斑病菌及其代谢物均可显着诱导该基因表达。构建植物表达载体,对其进行烟草转化,获得7株阳性株系。阳性株系抗病性测定结果显示:玉米ZmPR-4基因在转基因烟草中过量表达可提高其对玉米大斑病菌的抗性。抗性株系烟草叶片防御酶活性的测定结果显示:转基因烟草在玉米大斑病菌胁迫下其SOD、POD和CAT活性均显着提高。初步明确ZmPR-4基因具有玉米抗大斑病菌的功能。(4)ZmPR1和ZwPR4基因在烟草中过量表达均提高了转基因株系对杨树灰斑病菌(P.populea Sacc)的抗病性。对抗性株系烟草叶片防御酶活性、总酚含量和丙二醛(MDA)含量进行测定,发现转基因烟草Nu-ZmPR-1、Nu-ZmPR-4在杨树灰斑病菌胁迫下显着提高了苯丙氨酸解氨酶(PAL)、POD、SOD和CAT活性,提高了总酚含量,而降低了 MDA含量。初步明确ZwPR-1、ZmPR-4基因对杨树灰斑病菌具有一定的抗性。
刘克心[6](2018)在《铁离子对新月弯孢菌(Curvularia lunata)有性世代发育的影响》文中提出玉米弯孢叶斑病(Maize Curvularia Leaf Spot)是玉米生产重要的叶部病害,给我国玉米产业造成严重威胁。该病害主要由新月弯孢菌[Curvularia lunata(Wakker)Boed.]侵染引起,有性世代为月状旋孢腔菌(Cochliobolus lunata)。植物病原真菌有性世代发育主要受MAT基因调控,MAT基因在细胞间的识别以及假囊壳和子囊的形态建成等方面起主要作用。而在植物病原菌的生长发育和代谢过程中,金属离子也起到重要作用。因此,本文以新月弯孢菌为研究对象,探究重要金属离子对其有性世代发育的影响,在此基础上研究了铁离子通道关键基因酶基因(NPS6和Ftr1)和胞内铁载体生物合成酶基因(非核糖体肽合成酶2,NPS2)对新月弯孢菌有性世代发育的影响;同时研究了交配型MAT基因在新月弯孢菌生长发育及有性生殖过程中的功能,为进一步研究新月弯孢菌有性世代奠定了理论基础依据。取得的主要研究结果如下:1.4种金属离子对新月弯孢菌有性世代发育的影响在Sach’s培养基中分别添加Fe3+、Cu2+、Zn2+、Mn2+四种金属离子诱导新月弯孢菌产生有性世代,发现Fe3+对假囊壳及子囊的产生有较好的促进作用,Zn2+对子囊产生有一定的促进作用,Mn2+对假囊壳及子囊产生无显着影响,Cu2+对假囊壳的产生有一定抑制作用。当培养基中Fe3+浓度为250μM时,对其有性世代促进作用最明显,过高或过低的Fe3+浓度对新月弯孢菌的有性世代发育均有一定抑制作用。2.铁离子通道关键基因酶基因和胞内铁载体生物合成酶基因对新月弯孢菌有性世代发育的影响构建了新月弯孢菌ClNPS2基因敲除载体,利用ATMT技术获得交配型MAT1-1菌株的突变体ΔClnps2。以野生型MAT1-2菌株CX-3和MAT1-1菌株ZD958对峙培养为对照,分别采用菌株CX-3的ClNPS6、ClFtr1和ClNPS2突变体与菌株野生型ZD958对峙培养,结果发现,铁离子通道关键酶基因ClNPS6及ClFtr1基因缺失后对假囊壳和子囊的产生无显着影响,但胞内铁载体生物合成酶基因ClNPS2缺失后导致子囊及子囊孢子发育不良,外施Fe3+可以部分恢复。3.交配型基因对新月弯孢菌有性世代发育的影响Southern blot试验证明,在新月弯孢菌中MAT基因为单拷贝。构建新月弯孢菌ClMAT基因的敲除载体,获得ΔClmat1-1和ΔClmat1-2。突变体在生长速率、产孢量及抗逆应答方面与野生型菌株无明显差别。但ΔClmat1-2菌落颜色明显变浅并且气生菌丝减少,ΔClmat1-1菌落气生菌丝较野生型减少。同时发现ΔClmat1-2孢子萌发率降低,在5h时最高为72%,ΔClmat1-1孢子萌发时间滞后,随着萌发时间的增加萌发率逐渐与野生型相同。在抗逆性、离子渗透与细胞壁完整性等指标的检测中发现,突变体对其不敏感。接种试验结果表明突变体致病力减弱。通过对峙培养诱导有性世代发育时发现,MAT基因缺失后,有性世代发育不良。
郭丽媛,贾慧,曹志艳,谷守芹,孙淑琴,董金皋[7](2013)在《玉米大斑病菌有性杂交后代的交配型与寄生适合度分化》文中研究表明【目的】了解玉米大斑病菌有性杂交后代交配型和致病性分化情况,明确有性杂交与菌株变异间的关系。【方法】以01-12和01-15为出发菌株,人工诱导玉米大斑病菌的有性后代,获得F1代菌株,再以F1代菌株40和42为亲本,获得有性杂交F2代菌株;对有性后代进行交配型和寄生适合度测定;采用毛细管电泳技术分析不同致病类型菌株的毒素含量。【结果】在室内条件下连续诱导产生玉米大斑病菌的2个有性世代,获得了79个F1代菌株和32个F2代菌株;后代菌株的交配型发生了明显分化,出现了A、a、Aa和中性菌株,其中F1代A、a分离比例明显偏离1﹕1;寄生适合度测定结果表明,F1代和F2代菌株较亲本均发生了寄生适合度分化,其中F1代中较亲本寄生适合度增强的菌株占30.00%,减弱的菌株占50.00%;F2代中较亲本寄生适合度增强的菌株占21.87%,减弱的菌株占31.25%;毛细管电泳结果表明,强致病力菌株的毒性组分含量明显高于弱致病力菌株。【结论】有性杂交是导致菌株交配型及致病性发生分化变异的主要因素之一,菌株的致病力强弱与其毒素含量呈一致关系。
郭丽媛[8](2013)在《中国北方玉米产区玉米大斑病菌生理小种监测及遗传多样性分析》文中研究表明本研究分别于2011年和2012年对中国北方玉米产区,包括河北、山西、陕西、宁夏、甘肃、辽宁等6个省份的玉米大斑病发生情况进行了系统调查,对玉米大斑病菌的生理小种组成进行了监测,同时对110份玉米大斑病菌菌株进行了交配型检测和遗传多态性分析。主要研究结果如下:1.2011年,玉米大斑病在陕西杨凌、甘肃灵台、山西忻州、河北平泉、宁夏固原等地发生较重,而在陕西榆林,辽宁沈阳、丹东、铁岭发生较轻;尤其是在河北承德的病害发生提早至6月下旬。2012年,玉米大斑病在东北玉米产区普遍发生严重,一般病情为57级,严重地块可达到9级;山西北部和河北北部玉米产区发生较重,病害发生依然提早至6月中下旬;宁夏、陕西、甘肃等地玉米大斑病发生较轻。2.生理小种田间监测结果表明,辽宁、山西、河北等地玉米大斑病菌生理小种组成较为复杂,存在0、1、2、3和N号生理小种;陕西、甘肃和宁夏等地生理小种组成相对简单,以0号小种为主,1、2和N号小种为辅。3.试验对采自于我国北方各省区的110份玉米大斑病菌进行了交配型测定,分子鉴定结果表明,交配型为a的菌株101株,占总鉴定菌株的91.82%;交配型为A的菌株4株,占总鉴定菌株的3.64%;交配型为Aa的菌株5株,占总鉴定菌株的4.54%。4.本研究建立了玉米大斑病菌ISSR-PCR分析的最佳反应体系和反应程序,共筛选出18条适宜玉米大斑病菌ISSR-PCR分析的引物。5.从110份菌株中共扩增出169条DNA片段,其多态性位点有158个,占总扩增片段的93.5%。采用NTSYS-pc软件对多态性条带进行聚类分析,结果表明,供试菌株在阈值为0.78的水平上分为14个类群;发现中国北方玉米产区的玉米大斑病菌存在丰富的遗传多态性,多态性分化与地理来源存在一定的关系,但与交配型之间的联系尚不确定。
高瑞平[9](2009)在《玉米大斑病菌交配型基因的克隆与两性菌株的育性分析》文中研究表明玉米大斑病玉米大斑病(Northern Leaf Blight of Corn)是玉米上重要的叶部病害,主要通过分生孢子侵染玉米导致植株发病。真菌也可以进行有性生殖,通过营养体上分化出的性器官或性细胞相结合,产生有性孢子和其他有性结构,这成为植物病害的另一个主要初侵染源,具有度过不良环境的作用。同时,有性生殖的杂交过程产生了遗传物质重组的后代,有益于增强真菌物种的致病性和适应性。玉米大斑病菌属于异宗配合真菌,包括两种交配型,即交配型A和交配型a。目前,在自然界还尚未发现玉米大斑菌的有性态,但具有不同交配型的菌株对峙培养,通过人工诱导可以产生子囊壳、子囊和子囊孢子。本实验室首次在玉米大斑病菌中发现了两性交配型菌株,即交配型Aa,它具有与A交配型菌株和a交配型菌株杂交都能产生杂交后代的特性。众所周知,有性杂交是导致真菌变异的主要途径之一,玉米大斑病菌交配型的两性化,有可能会提高病菌有性杂交的几率从而提高病菌的变异率。Debuchy等人认为真菌的有性生殖是由交配型基因(MAT)控制的,本研究以玉米大斑病菌菌株08-06(交配型为A)、菌株08-07(交配型为a)和菌株03-16(交配型为Aa)为主要研究材料。采用CTAB法提取了玉米大斑病菌的基因组DNA,利用候选基因法,根据已公开发表的子囊菌交配型MAT1基因的保守结构域设计简并引物,从菌株03-16基因组中扩增得到了一个长度为1 000 bp左右的MAT1基因的同源片段。然后利用Genome Walking技术得到了MAT1基因的全长,并在该基因的5’端延伸了1382 bp,3’端延伸了776 bp。提取玉米大斑病菌总RNA,反转录成第一链cDNA,通过PCR方法克隆得到该基因cDNA全长。利用DNAMAN软件将cDNA全长与DNA全长进行比对,发现该基因含有一个51 bp长的内含子,cDNA全长1140 bp。生物信息学分析表明,该基因含有一个完整的开放阅读框(ORF),编码379个氨基酸残基,包含一个完整的MAT alpha1 DNA结合域,该结合域属于MAT alpha1家族。MAT1基因蛋白的分子量约为38.3kD,等电点pI5.79,含有143个疏水性残基和236个亲水性残基。利用相同的方法从菌株03-16中扩增到了MAT2基因,并在该基因的5’端延伸了1 765bp,3’端延伸了658 bp。根据DNA全长设计特异性引物,以第一链cDNA为模板,克隆得到了该基因的cDNA全长。利用DNAMAN软件将cDNA全长与DNA全长进行比对,发现该基因含有一个55 bp长的内含子,cDNA全长1 038 bp。生物信息学分析表明,该基因含有一个完整的开放阅读框(ORF),编码345个氨基酸残基,包含一个完整的MATA HMG-box结合域,该结合域属于DNA结合蛋白中HMG-box家族的I类成员,此类成员包含一个单一的HMG box,以高度序列特异性的方式与DNA的小沟结合。该类成员包括真菌的交配型基因产物MC,MATA1和Stel 1。MAT2基因编码蛋白的分子量约为41.8 kD,等电点pI 7.96,含有112个疏水性残基和233个亲水性残基。Southern bloting结果表明,这两个基因均以单拷贝的形式存在于玉米大斑病菌基因组中。根据所得到的MAT1和MAT2基因设计了交配型基因的特异引物,对部分已知交配型的菌株进行PCR扩增,结果表明,交配型为A的菌株均含有MAT1基因,而交配型为a的菌株均含有MAT2基因,交配型为Aa的菌株同时含有MAT1和MAT2两个基因。从而为交配型的鉴定提供了准确,简便又省时的分子生物学方法。通过两性菌株03-16的有性态诱导,发现菌株03-16与A交配型菌株08-06和a交配型菌株08-07对峙培养,均可产生子囊壳、子囊和子囊孢子;虽然菌株03-16自交也可产生子囊壳,但没有发现子囊和子囊孢子。本试验证实了菌株03-16为两性菌株以及自交的败育特性。在菌株03-16中同时克隆得到了交配型MAT1和MAT2基因,表明两性菌株的形成具有遗传物质基础,并从一定程度上支持了真菌的异宗配合向同宗配合进化的假设。可见,玉米大斑病菌交配型的两性化,有可能会提高病菌有性杂交的几率从而提高病菌的变异率。因此探求两性交配型菌株的生物学特性及遗传背景,对深入研究玉米大斑病菌遗传变异及病害防治具有重要意义。
王会伟[10](2009)在《玉米抗大斑病Ht2相关基因的差异表达分析》文中认为玉米大斑病是玉米生产中最重要的病害之一,近年来大斑病的发生程度逐年加重,导致局部玉米减产,严重威胁玉米的生产。分析其主要原因是抗病品种抗病性丧失,而栽培抗性品种是防治病害发生最经济有效的方法。迄今对大斑病抗性基因的研究多局限于染色体定位和分子标记研究,有关大斑病抗性基因的生物学功能并不清楚,抗性表达过程中的重要事件不了解,因此给深入研究Ht基因的工作带来障碍。本研究旨在利用cDNA-AFLP技术,分析Ht2基因背景下玉米与HT毒素及大斑病菌互作后的差异表达谱,寻找与Ht2相关的基因,为深入研究抗大斑病基因及抗病分子机制提供依据,并最终服务于玉米抗大斑病的分子育种。本研究获得以下结果:鉴定了东北春玉米区的48个大斑病菌分离物,共鉴定出15个小种类型,1、0号小种较其它小种出现比例高,N和1N号小种有上升趋势,玉米大斑病病菌的优势小种已不明显,病菌呈现小种变异复杂化和小种类型多样化的群体格局。毒力分析表明,能克服1、2、3和4个抗性基因大斑病菌分别占41.7%、29.1%、10.4%和2.1%。利用玉米离体叶片法对48个分离物的毒素粗提液进行了生物测定,其中43个的鉴定结果与生理小种鉴定结果基本一致,筛选出3个了对黄早四和黄早四Ht1严重致病,而对黄早四Ht2完全不致病的HT毒素,J15、J22和H7;2个对黄早四和黄早四Ht2严重致病,而对黄早四Ht1完全不致病的HT毒素,J13和L5。建立一套适用于玉米的cDNA-AFLP技术体系,从1024对MseI+3和PstI+2的引物组合中筛选了70对指纹图谱清晰,多态性好,重复性好的引物组合。对接种毒素后的黄早四和黄早四Ht2进行cDNA-AFLP分析,发现21个转录表达片段在Ht2背景下特异表达。按同源基因的功能分为3类,其中接种3 h表达的基因主要和基础能量代谢以及抗逆相关基因中的信号物质有关,6 h表达的基因主要是转录因子类基因和部分抗逆基因,接种12–72 h之间只有少数基因表达。利用MaizeGDB Blast对其进行了染色体定位分析,并发现了1个基因簇,位于bin5.03。克隆了H8的全长基因,命名为ZmHP,登录号FJ600319。ZmHP基因的表达量在接毒素后6 h达到高峰,其余时间与未接种对照植株的表达水平基本一致。构建了Ht2基因背景下玉米对大斑病菌非亲和性1号小种的基因表达谱,识别了一批与Ht2相关的高表达基因。按同源基因的功能分为8类,在非亲和互作前期主要是一些信号相关基因的表达,接种后12 h表达的基因大多是各种抗病反应初期相关基因,与抗病有关的基因大多数在接种后48–72 h表达,生长发育类基因在非亲和互作的不同阶段均表现作用,后期主要是蛋白质代谢基因的表达。染色体定位分析发现了4个基因簇,并发现5个TDFs位于已报道的Ht2定位区域内bin8.04–8.05/8.06。对病原菌处理和毒素处理后在Ht2背景下特异表达的片段进行了比较,发现:1)玉米受到大斑病菌胁迫后的抗性反应速度较受毒素胁迫时的慢,但抗性机制较复杂。2)两种互作模式中的抗病过程基本相同。3)bin 3.04是黄早四Ht2和病原菌非亲和小种互作的差异条带特有的基因簇,同时发现了两种互作模式的差异条带在bin 5.03处都含有基因簇。4)发现3对功能或序列相似的TDFs。利用5’ RACE技术克隆了ZmQM基因,登录号FJ600320。RT-PCR分析发现,与对照相比, ZmQM在接种病原菌1224 h和接种毒素612 h的黄早四Ht2中表达量均上调。因此,推测ZmQM在Ht2基因介导的抗性反应过程中发挥重要作用。构建了ZmQM基因的表达载体,为进一步研究ZmQM基因在抗玉米大斑病中的作用做好了准备。
二、玉米大斑病菌有性世代的研究进展(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、玉米大斑病菌有性世代的研究进展(论文提纲范文)
(1)四川玉米小斑病菌交配型组成与育性分析(论文提纲范文)
0 引言 |
1 材料与方法 |
1.1 材料 |
1.2 供试菌株DNA的提取 |
1.3 交配型的分子鉴定 |
1.4 育性分析 |
1.5 育性的遗传分化 |
1.6 数据分析 |
2 结果 |
2.1 玉米小斑病菌有性世代的形态特征 |
2.2 玉米小斑病菌的交配型分析 |
2.3 标准菌株的筛选 |
2.4 育性分析 |
2.5 交配型和育性水平的年度动态变化 |
2.6 育性的遗传分化 |
3 讨论 |
4 结论 |
(2)玉米大斑病菌交配型分离频率和突变体转录组分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
1.1 玉米大斑病的发生与危害 |
1.2 玉米大斑病菌概况 |
1.3 真菌有性生殖的研究进展 |
1.4 交配型基因的功能 |
1.5 转录组学研究进展 |
1.5.1 转录组学研究概况 |
1.5.2 RNA-Seq在真菌研究中的应用 |
1.6 本试验研究的目的及意义 |
2 材料和方法 |
2.1 试验材料 |
2.1.1 菌株 |
2.1.2 培养基及其配制方法 |
2.1.3 主要药品与试剂 |
2.1.4 主要仪器 |
2.2 玉米大斑病菌菌株交配型的鉴定 |
2.2.1 2016-2018年玉米大斑病菌培养 |
2.2.2 玉米大斑病菌交配型鉴定 |
2.3 玉米大斑病菌RNA-Seq分析 |
2.3.1 菌株培养收集样品 |
2.3.2 菌丝RNA提取与质量检测 |
2.3.3 文库构建和上机测序 |
2.3.4 测序数据的质量控制 |
2.3.5 序列比对分析 |
2.3.6 功能注释统计 |
2.3.7 基因表达量分析 |
2.3.8 样本间关系分析 |
2.3.9 表达量差异分析 |
2.3.10 差异表达基因功能分类 |
3 结果与分析 |
3.1 玉米大斑病菌交配型鉴定 |
3.2 不同年份玉米大斑交配型统计 |
3.3 转录组测序结果分析 |
3.3.1 转录组测序质量监控 |
3.3.2 序列比对分析 |
3.3.3 功能注释统计 |
3.3.4 基因表达量分析 |
3.3.5 样本间关系分析 |
3.3.6 表达量差异分析 |
3.3.7 差异表达基因GO注释与富集 |
3.3.8 差异表达基因KEGG功能富集分析 |
3.3.9 有性生殖相关差异基因的分析 |
4 讨论 |
4.1 不同交配型菌株分离频率分析 |
4.2 交配型基因与有性生殖的关系 |
4.3 玉米大斑病菌有性生殖相关基因分析 |
5 结论 |
参考文献 |
作者简历 |
在读期间发表的学术论文 |
致谢 |
(3)有性生殖在四川玉米小斑病菌群体遗传变异中的作用研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 文献综述 |
1.1 玉米小斑病研究概况 |
1.1.1 玉米小斑病的发生与危害 |
1.1.2 玉米小斑病菌的分类地位及形态学特征 |
1.1.3 玉米小斑病菌的生理分化及遗传多样性 |
1.1.4 玉米小斑病的病害循环与发生规律 |
1.1.5 玉米小斑病的防治 |
1.2 真菌的有性生殖 |
1.2.1 交配型基因 |
1.2.2 由交配型基因决定的真菌有性生殖策略 |
1.2.3 交配型基因在真菌系统发育和进化研究中的应用 |
1.2.4 有性生殖对遗传多样性的影响 |
1.2.5 无性繁殖真菌的有性型 |
1.2.6 玉米小斑病菌的有性生殖 |
1.3 真菌的遗传多样性研究 |
1.3.1 真菌的变异途径 |
1.3.2 分子标记在遗传多样性研究中的应用 |
1.4 本研究的目的与意义 |
第二章 玉米小斑病菌群体遗传多样性研究 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 供试材料 |
2.1.2 供试培养基 |
2.1.3 主要试验设备 |
2.1.4 病原菌的分离纯化 |
2.1.5 形态学鉴定 |
2.1.6 分子生物学鉴定 |
2.1.7 致病性测定 |
2.1.8 ISSR分析 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 菌株信息 |
2.2.2 培养性状观察 |
2.2.3 致病性测定 |
2.2.4 分子生物学鉴定 |
2.2.5 ISSR分析 |
2.3 结论与讨论 |
第三章 交配型基因在蠕形分生孢子真菌系统发育研究中的应用 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 供试菌株 |
3.1.2 试验方法 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 基于MAT1-1序列的系统发育分析 |
3.2.2 基于MAT1-2序列的系统发育分析 |
3.2.3 基于EF序列的系统发育分析 |
3.2.4 基于Brn1序列的系统发育分析 |
3.2.5 基于ITS-GAPDH序列的系统发育分析 |
3.3 结论与讨论 |
第四章 玉米小斑病菌有性世代及其形成的影响因素 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 供试菌株 |
4.1.2 供试培养基 |
4.1.3 主要试剂及仪器 |
4.1.4 假囊壳发育过程的观察 |
4.1.5 子囊孢子侵染过程观察 |
4.1.6 有性世代的荧光显微观察 |
4.1.7 有性世代诱导条件的优化 |
4.1.8 自然模拟假囊壳的形成 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 有性世代的形态学 |
4.2.2 假囊壳的发育过程观察 |
4.2.3 子囊孢子的侵染过程观察 |
4.2.4 有性世代的荧光显微观察 |
4.2.5 有性世代诱导条件的优化 |
4.2.6 自然模拟假囊壳的形成 |
4.3 结论与讨论 |
第五章 玉米小斑病菌交配型检测及育性分析 |
5.1 材料与方法 |
5.1.1 供试菌株 |
5.1.2 供试培养基 |
5.1.3 主要试剂及仪器 |
5.1.4 菌株DNA的提取 |
5.1.5 交配型的分子鉴定 |
5.1.6 育性分析 |
5.1.7 数据分析 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 交配型的PCR检测 |
5.2.2 标准菌株的筛选 |
5.2.3 玉米小斑病菌的育性水平 |
5.2.4 交配型和育性的年度动态变化 |
5.2.5 育性的遗传分化 |
5.3 结论与讨论 |
第六章 玉米小斑病菌有性生殖子代群体的构建及其遗传变异分析 |
6.1 材料与方法 |
6.1.1 供试亲本菌株 |
6.1.2 子代群体的构建 |
6.1.3 子代群体的形态学观察 |
6.1.4 子代群体交配型的PCR检测 |
6.1.5 子代群体的育性分析 |
6.1.6 致病性测定 |
6.1.7 基于ISSR的群体分析 |
6.2 结果与分析 |
6.2.1 子代菌株信息 |
6.2.2 子代菌株的生长速率测定 |
6.2.3 子代菌株的产孢量测定 |
6.2.4 子代菌株致病性测定 |
6.2.5 子代菌株交配型的鉴定 |
6.2.6 子代菌株的育性分析 |
6.2.7 基于ISSR的群体遗传分析 |
6.3 结论与讨论 |
第七章 全文总结 |
7.1 主要结论 |
7.2 创新点 |
7.3 下一步工作设想 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
作者简历 |
(4)玉米大斑病菌C2H2型锌指蛋白家族生物信息学分析及其基因表达研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 引言 |
1.1 玉米大斑病 |
1.2 玉米大斑病菌 |
1.3 锌指蛋白转录因子 |
1.4 植物中C2H2 型锌指蛋白的研究进展 |
1.5 真菌中C2H2 型锌指蛋白的研究进展 |
1.6 本实验研究的目的和意义 |
2 材料和方法 |
2.1 载体与菌株 |
2.2 试剂与溶液 |
2.3 培养基及成分 |
2.4 仪器与设备 |
2.5 试验方法 |
2.5.1 玉米大斑病菌St ZFs家族成员鉴定及理化性质分析 |
2.5.2 玉米大斑病菌StZFs家族成员基因结构分析 |
2.5.3 玉米大斑病菌St ZFs家族成员多序列比对以及保守基序分析 |
2.5.4 玉米大斑病菌StZFs家族成员系统进化分析 |
2.5.5 玉米大斑病菌St ZFs家族成员蛋白互作网络构建 |
2.5.6 玉米大斑病菌St ZFs家族成员蛋白互作网络验证 |
2.5.7 玉米大斑病菌StZFs家族在生长发育过程的表达模式分析 |
2.5.8 玉米大斑病菌StZFs家族在侵染过程中的表达模式分析 |
3 结果与分析 |
3.1 玉米大斑病菌St ZFs家族鉴定及理化性质分析 |
3.2 玉米大斑病菌StZFs家族基因结构分析 |
3.3 玉米大斑病菌St ZFs家族成员多序列比对及保守基序分析 |
3.4 玉米大斑病菌StZFs家族的系统发育分析 |
3.5 玉米大斑病菌St ZFs家族成员蛋白互作网络构建 |
3.6 玉米大斑病菌St ZFs家族成员的蛋白互作网络的验证 |
3.6.1 StZF7、StZF8、StZF16 基因片段的扩增 |
3.6.2 酵母双杂载体的酶切验证 |
3.6.3 酵母双杂试验验证St ZF7、St ZF8、StZF16 蛋白互作关系 |
3.7 玉米大斑病菌StZFs家族成员在生长发育过程中的表达模式分析 |
3.8 玉米大斑病菌StZFs家族成员在侵染过程中的表达模式分析 |
4 讨论 |
4.1 真菌和植物中C2H2 型锌指蛋白家族的结构差异 |
4.2 蛋白互作网络构建及验证方法 |
4.3 玉米大斑病菌StZFs家族在生长发育过程和侵染过程的功能 |
5 结论 |
参考文献 |
附录 |
在读期间发表的学术论文 |
作者简历 |
致谢 |
(5)病程相关蛋白基因ZmPR-1和ZmPR-4的克隆及功能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 植物抗病机制研究进展 |
1.1.1 植物抗病类型 |
1.1.2 植物抗病的物质基础 |
1.1.3 植物抗病相关基因 |
1.2 病程相关蛋白研究进展 |
1.2.1 病程相关蛋白的分类 |
1.2.2 病程相关蛋白的作用机理 |
1.2.3 病程相关蛋白的抗病机制 |
1.2.4 病程相关蛋白PR1家族 |
1.2.5 病程相关蛋白PR4家族 |
1.2.6 病程相关蛋白在植物抗病基因工程中的应用 |
1.3 玉米大斑病研究进展 |
1.3.1 玉米大斑病的发病症状和病原 |
1.3.2 玉米大斑病的发生与危害 |
1.3.3 病原菌生理小种的分化 |
1.3.4 玉米大斑病抗性基因及抗性遗传 |
1.3.5 玉米大斑病抗性相关机制 |
1.3.6 防治措施 |
1.4 杨树灰斑病研究进展 |
1.4.1 发病症状 |
1.4.2 病原 |
1.4.3 病害发生规律 |
1.4.4 杨树抗病相关机制 |
1.4.5 防治措施 |
1.5 研究的目的意义、技术路线及主要内容 |
1.5.1 目的意义 |
1.5.2 技术路线 |
1.5.3 研究的主要内容 |
2 大斑病菌诱导下玉米转录组的构建及分析 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 供试菌株及植物材料 |
2.1.2 试剂及培养基 |
2.1.3 仪器设备 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 大斑病菌诱导玉米及其样品采集 |
2.2.2 玉米叶总RNA提取和质量检测 |
2.2.3 大斑病菌诱导玉米转录组文库构建及测序 |
2.2.4 基因表达注释 |
2.2.5 差异表达基因分析 |
2.2.6 差异表达基因qRT-PCR验证 |
2.3 结果与分析 |
2.3.1 大斑病菌诱导玉米叶RNA的提取及消化 |
2.3.2 玉米叶RNA的质量检测 |
2.3.3 玉米响应大斑病菌侵染的转录组测序及分析 |
2.3.4 转录组DEGs表达差异分析 |
2.3.5 差异表达基因qRT-PCR验证 |
2.3.6 差异表达基因的表达模式分析 |
2.4 讨论 |
2.4.1 关于转录组测序分析 |
2.4.2 关于差异表达基因分析 |
2.5 本章小结 |
3 病程相关蛋白基因ZmPR-1的克隆及功能研究 |
3.1 实验材料 |
3.1.1 供试菌种及植物材料 |
3.1.2 供试试剂 |
3.1.3 培养基 |
3.1.4 供试仪器 |
3.2 实验方法 |
3.2.1 植物材料种植及接菌处理 |
3.2.2 玉米叶片总RNA提取与cDNA合成 |
3.2.3 ZmPR-1基因全长cDNA扩增 |
3.2.4 ZmPR-1基因核酸测序 |
3.2.5 ZmPR-1基因生物信息学分析 |
3.2.6 ZmPR-1基因表达特性分析 |
3.2.7 植物表达载体的构建 |
3.2.8 表达载体转化根癌农杆菌 |
3.2.9 农杆菌介导的遗传转化 |
3.2.10 转基因烟草Nu-ZmPR-1的抗病性测定 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 玉米叶片总RNA的提取 |
3.3.2 ZmPR-1基因cDNA序列扩增 |
3.3.3 ZmPR-1基因cDNA转化大肠杆菌的PCR检测 |
3.3.4 ZmPR-1基因生物信息学分析 |
3.3.5 ZmPR-1基因的表达特性分析 |
3.3.6 ZmPR-1烟草转化载体的构建及鉴定 |
3.3.7 转基因烟草Nu-ZmPR-1的获得 |
3.3.8 转基因烟草Nu-ZmPR-1的PCR和RT-PCR检测 |
3.3.9 转基因烟草Nu-ZmPR-1抗病性测定 |
3.4 讨论 |
3.4.1 ZmPR-1基因结构 |
3.4.2 ZmPR-1基因表达特性 |
3.4.3 ZmPR-1基因功能 |
3.5 本章小结 |
4 病程相关蛋白基因ZmPR-4的克隆及功能研究 |
4.1 实验材料 |
4.1.1 供试菌种及植物材料 |
4.1.2 供试试剂及培养基 |
4.1.3 供试仪器 |
4.2 实验方法 |
4.2.1 玉米叶片总RNA提取与cDNA合成 |
4.2.2 ZmPR-4基因全长cDNA扩增 |
4.2.3 ZmPR-4基因核酸测序及生物信息学分析 |
4.2.4 ZmPR-4基因表达特性分析 |
4.2.5 植物表达载体的构建 |
4.2.6 农杆菌介导的遗传转化 |
4.2.7 烟草转基因植株Nu-ZmPR-4的PCR及RT-PCR检测 |
4.2.8 转基因烟草Nu-ZmPR-4的抗病性及防御酶活性测定 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 玉米叶片总RNA的提取 |
4.3.2 ZmPR-4基因cDNA序列扩增 |
4.3.3 ZmPR-4基因cDNA转化大肠杆菌后PCR检测 |
4.3.4 ZmPR-4基因生物信息学分析 |
4.3.5 ZmPR-4基因的表达特性分析 |
4.3.6 ZmPR-4烟草转化载体的构建及鉴定 |
4.3.7 转基因烟草Nu-ZmPR-4的获得 |
4.3.8 转基因烟草Nu-ZmPR-4的PCR检测 |
4.3.9 转基因烟草Nu-ZmPR-4抗病性测定 |
4.4 讨论 |
4.4.1 ZmPR-4基因结构 |
4.4.2 ZmPR-4基因表达特性 |
4.4.3 ZmPR-4基因功能 |
4.5 本章小结 |
5 5转基因烟草Nu-ZmPR-1和Nu-ZmPR-4对杨树灰斑病的抗性研究 |
5.1 实验材料 |
5.1.1 供试菌种及植物材料 |
5.1.2 供试试剂 |
5.1.3 培养基 |
5.1.4 供试仪器 |
5.2 实验方法 |
5.2.1 转基因烟草Nu-ZmPR-1和Nu-ZmPR-4抗杨树灰斑病测定 |
5.2.2 杨树灰斑病菌代谢产物接种对Nu-ZmPR-1和Nu-ZmPR-4生理生化的影响 |
5.3 结果与分析 |
5.3.1 转基因烟草Nu-ZmPR1和Nu-ZmPR4抗杨树灰斑病测定 |
5.3.2 杨树灰斑病菌代谢产物接种对Nu-ZmPR-1和Nu-ZmPR-4生理生化的影响 |
5.4 讨论 |
5.4.1 防御酶类活性变化与抗病性的关系 |
5.4.2 总酚含量变化与抗病性的关系 |
5.4.3 丙二醛(MDA)含量变化与抗病性的关系 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
个人简历 |
(6)铁离子对新月弯孢菌(Curvularia lunata)有性世代发育的影响(论文提纲范文)
中文摘要 |
英文摘要 |
前言 |
第一章 玉米弯孢叶斑病菌与真菌交配型研究进展 |
1.1 玉米弯孢叶斑病菌研究进展 |
1.1.1 玉米弯孢叶斑病发生危害及病原学研究进展 |
1.1.2 玉米弯孢叶斑病菌致病机制研究进展 |
1.2 真菌的有性生殖 |
1.2.1 真菌有性生殖的研究进展 |
1.2.2 交配型基因的研究进展 |
1.2.3 真菌有性生殖方式的进化 |
1.3 本研究的目的与意义 |
第二章 金属离子对新月弯孢菌C. lunata有性世代发育的影响 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 材料 |
2.1.2 试验方法 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 金属离子对假囊壳和子囊产生及数量的影响 |
2.2.2 铁离子对假囊壳及子囊数量的影响 |
2.3 结论与讨论 |
第三章 铁离子通道关键酶和胞内铁载体合成酶基因对新月弯孢菌有性世代发育的影响 |
第一节 非核糖体肽合成酶基因ClNPS2敲除载体构建与突变体获得 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 供试菌株与载体 |
3.1.2 培养基 |
3.1.3 缓冲液及试剂 |
3.1.4 方法 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 敲除载体酶切验证 |
3.2.2 转入农杆菌的载体PCR验证 |
3.2.3 突变体的获得 |
3.3 小结 |
第二节 铁离子通道关键酶和胞内铁载体合成酶基因对新月弯孢菌有性世代发育的影响 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 材料 |
3.1.2 方法 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 ClNPS6、Cl Ftr1和ClNPS2基因对假囊壳及子囊产生的影响 |
3.2.2 ClNPS2基因同时缺失导致子囊及子囊孢子不育 |
3.3 结论与讨论 |
第四章 新月弯孢菌交配型基因功能研究 |
第一节 新月弯孢菌MAT基因southern检测 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 材料 |
4.1.2 方法 |
4.2 结果与分析 |
第二节 新月弯孢菌MAT基因敲除载体构建及突变体获得 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 材料 |
4.1.2 方法 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 敲除载体酶切验证 |
4.2.2 转入农杆菌敲除载体PCR验证 |
4.2.3 突变体的获得 |
4.3 小结 |
第三节 ClMAT基因在新月弯孢菌无性阶段生长发育中的作用 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 材料 |
4.1.2 方法 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 生长速率测定 |
4.2.2 产孢量测定 |
4.2.3 附着胞产生测定 |
4.2.4 H_2O_2敏感性测定 |
4.2.5 细胞壁完整性测定 |
4.2.6 渗透压敏感性测定 |
4.2.7 突变体致病性测定 |
4.2.8 假囊壳及子囊测定 |
4.2.9 ClNPS6和ClNPS2基因对MAT基因的表达影响 |
4.3 结论与讨论 |
第五章 总结 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位论文期间发表文章 |
(7)玉米大斑病菌有性杂交后代的交配型与寄生适合度分化(论文提纲范文)
0 引言 |
1 材料与方法 |
1.1 菌株和寄主 |
1.2 玉米大斑病菌有性态诱导及单子囊孢子的分离 |
1.3 子囊孢子后代交配型的测定 |
1.4 玉米大斑病菌有性杂交后代的寄生适合度测定 |
1.5 玉米大斑病菌有性杂交后代毒素的毛细管电泳分析 |
2 结果 |
2.1 玉米大斑病菌F1、F2代菌株的获得 |
2.2 有性杂交后代的交配型分化 |
2.3 玉米大斑病菌F1和F2代菌株的致病力分化 |
2.4 玉米大斑病菌F2代菌株粗毒素含量分析 |
3 讨论 |
4 结论 |
(8)中国北方玉米产区玉米大斑病菌生理小种监测及遗传多样性分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 材料和方法 |
2.1 试验材料 |
2.1.1 供试菌株和鉴别寄主 |
2.1.2 试验地点 |
2.1.3 供试培养基 |
2.1.4 主要试剂及其配制 |
2.1.5 主要仪器和设备 |
2.2 中国北方玉米产区玉米大斑病菌生理小种组成监测 |
2.2.1 2011 年玉米大斑病菌生理小种监测 |
2.2.2 2012 年玉米大斑病菌生理小种监测 |
2.3 中国北方玉米产区玉米大斑病菌生理小种鉴定 |
2.3.1 玉米大斑病菌菌株的分离 |
2.3.2 玉米大斑病菌生理小种鉴定 |
2.4 中国北方玉米产区玉米大斑病菌交配型鉴定 |
2.4.1 玉米大斑病菌 DNA 的提取及检测 |
2.4.2 玉米大斑病菌交配型的分子鉴定 |
2.5 中国北方玉米产区玉米大斑病菌遗传多样性分析 |
2.5.1 ISSR 反应体系的优化 |
2.5.2 引物筛选 |
2.5.3 ISSR-PCR 扩增及电泳检测 |
2.5.4 数据分析 |
3 结果与分析 |
3.1 中国北方玉米产区玉米大斑病发生情况及病原菌生理小种组成 |
3.1.1 2011 年玉米大斑病发生情况及病原菌的生理小种组成 |
3.1.2 2012 年玉米大斑病发生情况及病原菌的生理小种组成 |
3.2 玉米大斑病菌的生理小种鉴定结果 |
3.3 中国北方玉米产区玉米大斑病菌交配型组成分析 |
3.4 ISSR 最佳反应体系 |
3.4.1 Taq DNA 聚合酶对 ISSR 扩增结果的影响 |
3.4.2 dNTPs 浓度对 ISSR 扩增结果的影响 |
3.4.3 Mg~(2+)浓度对 ISSR 扩增结果的影响 |
3.4.4 ISSR-PCR 的最佳反应体系 |
3.5 适宜玉米大斑病菌 ISSR-PCR 分析的引物 |
3.6 ISSR-PCR 技术对玉米大斑病菌遗传多态性的分析 |
4 讨论 |
4.1 玉米大斑病发生与气候和地域间的关系 |
4.2 玉米大斑病菌生理小种组成及分化 |
4.3 玉米大斑病菌的交配型分化 |
4.4 玉米大斑病菌遗传多样性分化 |
5 结论 |
参考文献 |
在读期间发表的学术论文 |
作者简历 |
致谢 |
(9)玉米大斑病菌交配型基因的克隆与两性菌株的育性分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 材料和方法 |
2.1 试验材料 |
2.1.1 供试菌株和寄主 |
2.1.2 供试培养基 |
2.1.3 主要仪器设备 |
2.1.4 供试试剂 |
2.1.5 试验所需缓冲液 |
2.2 玉米大斑病菌有性态的诱导 |
2.2.1 菌种复壮与分离纯化 |
2.2.2 玉米大斑病菌有性态的诱导 |
2.3 玉米大斑病菌交配型MAT基因同源片段的克隆 |
2.3.1 玉米大斑病菌基因组DNA的提取 |
2.3.2 琼脂糖凝胶电泳检测 |
2.3.3 简并引物的设计 |
2.3.4 交配型基因同源片段的克隆 |
2.3.5 PCR扩增产物的凝胶回收 |
2.3.6 PCR扩增产物的测序 |
2.3.7 基因片段的同源性分析 |
2.4 GENOME WALKING技术获得MAT基因及其侧翼序列 |
2.4.1 基因组DNA的提取 |
2.4.2 酶切基因组DNA |
2.4.3 酶切基因组DNA的纯化 |
2.4.4 合成接头 |
2.4.5 连接 |
2.4.6 PCR扩增交配型基因的全长及侧翼序列 |
2.5 交配型MAT基因cDNA全长的获得 |
2.5.1 玉米大斑病菌总RNA的提取 |
2.5.2 RNA质量的检测 |
2.5.3 第一链cDNA的合成 |
2.5.4 交配型基因cDNA全长的克隆 |
2.6 SOUTHERN杂交验证交配型基因的拷贝数 |
2.6.1 探针制备 |
2.6.2 限制性内酶酶切基因组DNA |
2.6.3 转膜 |
2.6.4 杂交 |
2.7 玉米大斑病菌菌株交配型的分子生物学测定 |
3 结果与分析 |
3.1 有性态诱导与两性菌株自交的育性分析 |
3.2 病菌基因组DNA与总RNA的提取及第一链cDNA的合成 |
3.3 交配型MAT1基因的克隆与生物信息学分析 |
3.3.1 交配型MAT1基因片段的获得 |
3.3.2 交配型MAT1基因全长及侧翼序列的获得 |
3.3.3 交配型MAT1基因cDNA全长的获得及生物信息学分析 |
3.4 交配型MAT2基因的克隆与生物信息学分析 |
3.4.1 交配型MAT2基因全长及侧翼序列的获得 |
3.4.2 交配型MAT2基因cDNA全长的获得及生物信息学分析 |
3.5 交配型MAT1基因和MAT2基因侧翼序列的同源性分析 |
3.6 SOUTHERN杂交验证MAT基因拷贝数 |
3.7 玉米大斑病菌各菌株交配型测定结果 |
4 讨论 |
5 结论 |
参考文献 |
在读期间发表的学术论文 |
作者简历 |
致谢 |
发表文章 |
(10)玉米抗大斑病Ht2相关基因的差异表达分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 文献综述 |
1.1 大斑病的发生与危害 |
1.1.1 病害症状及其对生产的影响 |
1.1.2 病害的分布 |
1.2 玉米大斑病病原菌研究概况 |
1.2.1 大斑病病原 |
1.2.2 病原菌生理小种的分化 |
1.2.3 病原菌生理小种的分布 |
1.2.4 生理小种与特异性毒素 |
1.2.5 病原菌致病相关基因研究 |
1.3 玉米大斑病抗性基因及抗性遗传 |
1.3.1 玉米抗大斑病基因 |
1.3.2 大斑病抗性基因的分子标记 |
1.3.3 大斑病抗性相关的其它基因研究 |
1.3.4 大斑病抗性相关机制 |
1.3.5 玉米大斑病抗性基因的遗传特征 |
1.4 大斑病的综合防治 |
1.4.1 以品种抗性的合理利用为综合防治的基础 |
1.4.2 通过各类栽培措施提高植株抗性、控制病害传播 |
1.4.3 大斑病突发时,可以使用杀菌剂进行控制 |
1.4.4 大斑病的其它防治技术研究 |
1.5 植物抗病性及其研究 |
1.5.1 植物抗病性的种类 |
1.5.2 植物抗病性的分子机制 |
1.5.3 抗病基因的结构与分类 |
1.5.4 植物抗病基因的克隆方法 |
1.5.5 克隆差异表达基因的技术 |
1.5.6 防卫基因 |
1.5.7 植物抗病基因的利用 |
1.5.8 植物抗病性研究展望 |
1.6 CDNA-AFLP 技术及其在植物抗病中的应用 |
1.6.1 CDNA-AFLP 的实验流程 |
1.6.2 CDNA-AFLP 技术在植物抗病中的应用 |
1.6.3 CDNA-AFLP 技术的新进展及其前景展望 |
研究目的和意义 |
研究内容与技术路线 |
第二章 东北春玉米区大斑病病菌生理小种鉴定 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 试验材料 |
2.1.2 接种方法 |
2.1.3 鉴定标准 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 小种组成特点 |
2.2.2 小种的毒力特征 |
2.3 讨论 |
第三章 病原菌粗毒素体外生物测定 |
3.1 材料和方法 |
3.1.2 玉米种植 |
3.1.3 菌种的扩繁 |
3.1.4 HT-毒素的提取 |
3.1.5 HT-毒素的生物测定 |
3.1.6 分级标准 |
3.2 结果与分析 |
3.3 讨论 |
第四章 玉米CDNA-AFLP 分析体系的建立及引物筛选 |
4.1 材料和方法 |
4.1.1 试验材料 |
4.1.2 玉米RNA 的提取与检测 |
4.1.3 CDNA 的合成 |
4.1.4 CDNA-AFLP 分析 |
4.1.5 电泳检测 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 总RNA 的浓度、纯度与质量鉴定以及CDNA 检测 |
4.2.2 CDNA-AFLP 反应体系的建立 |
4.2.3 玉米中CDNA-AFLP 引物筛选 |
4.3 讨论 |
第五章 HT2 基因背景下玉米对大斑病菌非致病性HT 毒素的基因表达差异研究 |
5.1 材料与方法 |
5.1.1 病原菌对HT2 非致病毒素的获得 |
5.1.2 玉米种植与接种后取样 |
5.1.3 RNA 的提取与CDNA 合成 |
5.1.4 CDNA-AFLP 分析 |
5.1.5 差异条带序列回收、克隆和测序及相似性分析 |
5.1.6 RT-RCR 分析 |
5.1.7 差异片段基因全长的获得 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 差异显示片段分析 |
5.2.2 差异条带的回收和测序 |
5.2.3 差异显示片段的同源性比较 |
5.2.4 差异表达基因的时空特点 |
5.2.5 差异表达片段的RT-PCR 分析 |
5.2.6 H8 全长基因的获得及其差异表达分析 |
5.3 讨论 |
第六章 HT2 基因背景下玉米对大斑病菌非亲和性1 号小种的基因表达差异研究 |
6.1 材料与方法 |
6.1.1 病原菌非亲和小种 |
6.1.2 玉米种植与接种后取样 |
6.1.3 RNA 提取与CDNA 合成 |
6.1.4 CDNA-AFLP 分析 |
6.1.5 差异条带序列回收、克隆和测序及相似性分析 |
6.1.6 RT-RCR 分析 |
6.2 结果与分析 |
6.2.1 差异显示片段分析 |
6.2.2 差异显示片段的同源性比较 |
6.2.3 差异表达基因的时空特点 |
6.2.4 差异表达片段的RT-PCR 分析 |
6.3 讨论 |
第七章 毒素处理和病原菌处理后表达差异比较 |
7.1 材料方法 |
7.2 结果和分析 |
7.2.1 差异表达片段数量和表达时间的比较 |
7.2.2 差异表达片段序列和功能的对比 |
7.2.3 差异表达片段时空分布特点对比 |
7.3 讨论 |
第八章 玉米中QM 同源基因(ZMQM)的克隆及其差异表达分析 |
8.1 材料与方法 |
8.1.1 病原菌和病原菌毒素 |
8.1.2 玉米种植与取样 |
8.1.3 RNA 的提取与CDNA 合成 |
8.1.4 ZMQM 特异引物的设计 |
8.1.5 利用5'RACE 技术克隆ZMQM 的全长CDNA |
8.1.6 ZMQM 的生物信息学分析 |
8.1.7 RT-RCR 分析 |
8.2 结果与分析 |
8.2.1 MQM 的全长CDNA 克隆与序列分析 |
8.2.2 玉米中ZMQM 的差异表达分析 |
8.3 讨论 |
第九章 ZMQM 基因表达载体的构建 |
9.1 材料和方法 |
9.1.1 材料 |
9.1.2 实验方法 |
9.2 结果和分析 |
9.2.1 ZMQM 基因的PCR 扩增及产物的酶切分析 |
9.2.2 ZMQM 基因的克隆及酶切鉴定 |
9.2.3 ZMQM 基因测序及其氨基酸序列分析 |
9.2.4 PCUBI1390-ZMQM 表达载体的构建及鉴定 |
9.3 讨论 |
第十章 全文结论 |
附录 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
四、玉米大斑病菌有性世代的研究进展(论文参考文献)
- [1]四川玉米小斑病菌交配型组成与育性分析[J]. 孙小芳,刘敏,潘婷敏,龚国淑. 中国农业科学, 2021(12)
- [2]玉米大斑病菌交配型分离频率和突变体转录组分析[D]. 杨贝贝. 河北农业大学, 2020(01)
- [3]有性生殖在四川玉米小斑病菌群体遗传变异中的作用研究[D]. 孙小芳. 四川农业大学, 2020
- [4]玉米大斑病菌C2H2型锌指蛋白家族生物信息学分析及其基因表达研究[D]. 李学然. 河北农业大学, 2019(03)
- [5]病程相关蛋白基因ZmPR-1和ZmPR-4的克隆及功能研究[D]. 石凤梅. 东北林业大学, 2019(01)
- [6]铁离子对新月弯孢菌(Curvularia lunata)有性世代发育的影响[D]. 刘克心. 沈阳农业大学, 2018(11)
- [7]玉米大斑病菌有性杂交后代的交配型与寄生适合度分化[J]. 郭丽媛,贾慧,曹志艳,谷守芹,孙淑琴,董金皋. 中国农业科学, 2013(19)
- [8]中国北方玉米产区玉米大斑病菌生理小种监测及遗传多样性分析[D]. 郭丽媛. 河北农业大学, 2013(03)
- [9]玉米大斑病菌交配型基因的克隆与两性菌株的育性分析[D]. 高瑞平. 河北农业大学, 2009(11)
- [10]玉米抗大斑病Ht2相关基因的差异表达分析[D]. 王会伟. 中国农业科学院, 2009(10)