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中国植物病理学会2012年学术年会

作者：牟桂萍李舒王康许东林周国辉华南农业大学植物病毒研究室

miRNA是真核细胞中一类大小约22nt的非编码小分子RNA,在生物发育调节及抗逆反应中发挥重要作用。本研究采用Microarray技术和实时荧光定量RT-PCR技术对与南方水稻黑条矮缩病毒(Southern rice black-streaked dwarf virus,SRBSDV)侵染相... 详细信息

miRNA是真核细胞中一类大小约22nt的非编码小分子RNA,在生物发育调节及抗逆反应中发挥重要作用。本研究采用Microarray技术和实时荧光定量RT-PCR技术对与南方水稻黑条矮缩病毒(Southern rice black-streaked dwarf virus,SRBSDV)侵染相关的水稻miRNA进行了研究,结果表明,水稻7种miRNAs表达量受SRBSDV侵染显著调节,其中,miR164a/b/f、miR164c、miR164d和miR164e被显著下调;miR530-5p、miR1846a-5p和miR1858a被显著上调。茎环反转录引物实时荧光RT-PCR可对miR164a/b/f、miR164c、miR164d、miR164e和miR530-5p进行定量检测,但不能定量检测miR1846a-5p和miR1858a;而poly(A)加尾法及接头法实时荧光RT-PCR可对miR1846a-5p和miR1858a进行定量检测。不同的miRNA具有不同的组织表达特征,miRNA530-5p在根、茎中的表达量明显低于叶片,而miR164a/b/f、miR164c、miR164d和miR164e在根茎中的表达量均高于叶片。

关键词：南方水稻黑条矮缩病毒 microRNA 抗病应答

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RNA干扰介导的抗南方水稻黑条矮缩病毒研究

RNA干扰介导的抗南方水稻黑条矮缩病毒研究

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作者：戴兆基福建农林大学

学位级别：硕士

南方水稻黑条矮缩病毒(Southern rice black-streaked dwarf virus, SRBSDV)引起的南方水稻黑条矮缩病是近年来在全国不断扩散的水稻病毒病,给我国的水稻生产安全构成了很大威胁。为了研究SRBSDV基因组功能及创制抗病水稻新种质,本实验... 详细信息

南方水稻黑条矮缩病毒(Southern rice black-streaked dwarf virus, SRBSDV)引起的南方水稻黑条矮缩病是近年来在全国不断扩散的水稻病毒病,给我国的水稻生产安全构成了很大威胁。为了研究SRBSDV基因组功能及创制抗病水稻新种质,本实验针对SRBSDV基因组的S7-1构建了RNA干扰(RNA interference, RNAi)植物表达载,pANDA-SRBSDV-P7-1,将构建好的植物表达载体通过农杆菌介导法导入粳稻品种日本晴中,经侵染、筛选、分化、生根、炼苗等步骤获得T0代转基因植株。PCR鉴定共获得pANDA-SRBSDV-P7-1T0代阳性植株45株,Southern blot筛选得到T0代单拷贝阳性植株6株,并按常规方法获得T1代转基因水稻种子。PCR检测及Southern blot分析表明SRBSDV S7-1目的基因成功转入到了水稻基因组中。 T1代转pANDA-SRBSDV-P7-1的转基因水稻常规传毒实验均表明转基因水稻并不抗病,这说明P7-1蛋白对SRBSDV在水稻体内的侵染并不是必须的。采用无毒白背飞虱饲喂转基因水稻后再进行饲毒实验(实验组),另外一组无毒白背飞虱直接进行饲毒(对照组)。循回期后采用免疫荧光实验观察病毒在介体白背飞虱体内的积累,结果表明实验组白背飞虱带毒率较对照组白背飞虱带毒率低,对照组白背飞虱带毒率高达80%,而实验组白背飞虱带毒率三次重复一直维持在30%左右,特别是株系Ⅰ,只有20%,同时,RT-PCR检测昆虫体内带毒情况也得到形同的结果。这表明SRBSDV在饲喂含有针对P7-1基因的dsRNA的转基因水稻后的白背飞虱体内的扩散能力受到抑制,暗示了SRBSDV在介体白背飞虱体内的扩散需要P7-1蛋白的参与。综上所述,水稻中表达的针对SRBSDV P7-1的dsRNA可有效抑制SRBSDV在介体内的扩散,表明P7-1蛋白在病毒侵染水稻的过程中并不是必须的,但对SRBSDV在介体白背飞虱的扩散是必须的。

关键词：南方水稻黑条矮缩病毒 RNA干扰 P7-1基因转基因水稻白背飞虱

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与水稻黑条矮缩病毒P6互作的水稻寄主因子及与南方水稻黑条矮缩病毒CP互作的白背飞虱介体因子筛选

与水稻黑条矮缩病毒P6互作的水稻寄主因子及与南方水稻黑条矮缩病...

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作者：王震成浙江大学

学位级别：硕士

水稻病毒是水稻生产上一类重要的病原物,在我国水稻种植地区广泛流行,给水稻生产造成了巨大的经济损失。为了解析病毒与寄主和介体的互作机理,本论文利用水稻黑条矮缩病毒(Rice black-streaked dwarf virus, RBSDV)的沉默抑制子蛋白P6... 详细信息

水稻病毒是水稻生产上一类重要的病原物,在我国水稻种植地区广泛流行,给水稻生产造成了巨大的经济损失。为了解析病毒与寄主和介体的互作机理,本论文利用水稻黑条矮缩病毒(Rice black-streaked dwarf virus, RBSDV)的沉默抑制子蛋白P6和南方水稻黑条矮缩病毒(Southern rice black-streaked dwarf virus, SRBSDV)的外壳蛋白(coat protein, CP)为诱饵分别筛选水稻和白背飞虱的cDNA文库,获得与RBSDV P6互作的水稻寄主因子和与SRBSDV CP互作的白背飞虱介体因子。1与RBSDV P6互作的水稻寄主因子筛选构建了pGBKT7-P6 (RBSDV)酵母双杂交诱饵质粒,并确定P6在酵母细胞中没有毒性和自激活活性。然后将诱饵质粒与水稻叶片cDNA文库质粒共转化酵母菌株AH109,经过三缺(SD/-His/-Leu/-Trp)和四缺(SD/-His/-Leu/-Trp/-Ade)培养基的筛选,最终获得8个在酵母中与RBSDV P6互作的寄主因子片段。这8个寄主因子分别为：一个具有PHD保守结构域的蛋白、乙醛脱氢酶(aldehyde dehydrogenase)、COP9信号转导复合体5b亚基蛋白(COP9 signalosome complex subunit 5b)、一个未知功能蛋白(以下简称P6-100)、含有类似于葡萄球菌核酸酶(Staphylococcal nuclease homologues, SNase)保守结构域的蛋白、ATP合成酶δ链(putative ATP synthase delta chain)、泛素结合催化酶E2 (Ubiquitin-conjugating enzyme E2, catalytic)和己四醇醛酸脱羧酶(UDP-glucuronic acid decarboxylase)。克隆了水稻P6-100蛋白的编码基因全长,并利用酵母双杂交系统和双分子荧光互补、实验验证P6-100蛋白与RBSDVP6的互作。这些初步工作为进一步深入了解该病毒与水稻寄主间的作用机理打下基础。2与SRBSDV CP互作的白背飞虱介体因子的筛选构建了pGBKT7-CP (SRBSDV)酵母双杂交诱饵质粒,并确定SRBSDV CP在酵母细胞中没有毒性和自激活活性。然后将诱饵质粒与白背飞虱cDNA文库质粒共转化酵母菌株AH109,经过三缺(SD/-His/-Leu/-Trp)和四缺(SD/-His/-Leu/-Trp/-Ade)培养基的筛选,共获得6个在酵母中与SRBSDV CP互作的蛋白片段。这6个蛋白片段分别是：肌动蛋白(actin)、磷酸甘油醛脱氢酶(glyceraldehyde-3-phosphatedehydrogenase, GAPDH3)、HIPV (Himetobi P virus)的外壳蛋白、线粒体蛋白、GMP合成酶(GMP synthase)以及TCP 1伽玛亚基(TCP 1 subunit gamma)。这些与病毒互作的介体因子片段的获得为深入了解该病毒与昆虫介体间的作用机理以及南方水稻黑条矮缩病的防控具有重要意义。

关键词：水稻黑条矮缩病毒南方水稻黑条矮缩病毒酵母双杂交实验 RBSDV P6 SRBSDV CP 水稻寄主因子白背飞虱介体因子蛋白互作

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与南方水稻黑条矮缩病毒P10蛋白互作的寄主因子筛选及其对叶绿体结构与功能影响的研究

与南方水稻黑条矮缩病毒P10蛋白互作的寄主因子筛选及其对叶绿体...

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作者：张瑞芳福建农林大学

学位级别：硕士

南方水稻黑条矮缩病毒(Southern rice black-streaked dwarf virus,SRBSDV)是由介体白背飞虱(Sogatella furcifera,WBPH)进行传播的一种双链RNA病毒,侵染水稻后植株严重矮缩,严重影响作物产量。目前,关于外壳蛋白P10在病毒侵染寄主水稻... 详细信息

南方水稻黑条矮缩病毒(Southern rice black-streaked dwarf virus,SRBSDV)是由介体白背飞虱(Sogatella furcifera,WBPH)进行传播的一种双链RNA病毒,侵染水稻后植株严重矮缩,严重影响作物产量。目前,关于外壳蛋白P10在病毒侵染寄主水稻中的作用机制并不清楚。因此本研究通过酵母双杂系统筛选与P10互作的寄主因子,进一步研究这种互作关系在SRBSDV侵染过程中发挥怎样的作用。本研究利用酵母双杂交技术,构建诱饵质粒p BT3-SUC-P10,利用酵母DUAL膜体系(DUAL membrane system)以水稻c DNA文库为模板筛选与P10互作的寄主因子。进一步对筛选到的阳性克隆进行分析后,挑选3个与叶绿体相关的蛋白,并对其进行回转验证,证明其在酵母中发生互作。利用免疫共沉淀(Coimmunoprecipitation,Co-IP)技术在烟草瞬时表达系统中证实了Os PS1-L、Os PT3、Os LPA1与P10发生相互作用。在烟草表皮细胞中的亚细胞定位结果表明P10蛋白与Os PS1-L定位在叶绿体和细胞质上,与Os PT3和Os LPA1均共同定位在细胞质、内质网及核膜上。本研究构建了外壳蛋白P10表达的转基因水稻植株,筛选并鉴定到纯合的株系OE-P10-3-1与OE-P10-3-3。通过对转基因水稻OEP10中上述3个叶绿体相关基因以及叶绿体素合成降解相关基因进行表达分析,结果表明在水稻中表达P10蛋白能够影响水稻叶绿体相关基因表达变化。进一步检测OE-P10水稻叶片叶绿素荧光参数最大荧光产量(Fm)与最大PSII的光能转化效率(Fv/Fm)均呈下降趋势,说明其叶片原初光能转化效率较低,光合机构的电子传递能力降低,PS II反应中心内的光能转化效率受到影响。检测其叶片光化学途径转化为能量Y(II)、PS II调节性能量耗散Y(NPQ)和非调节性的能量耗散Y(NO)发现,与对照水稻相比,OE-P10水稻叶片Y(II)显著降低,而Y(NPQ)与Y(NO)明显升高,说明OE-P10吸收光能的以通过自身的调节机制以及热耗散的形式释放,光合效率下降。本研究观察了转基因水稻OE-P10叶片叶绿体超微结构发现,与同时期野生型水稻ZH11叶绿体相比,OE-P10的类囊体结构模糊,类囊体片层排列没有对照排列整齐,淀粉体数量有所增加。因此推测在植物体内表达P10蛋白影响宿主的叶绿体结构与功能,不利于植物的光合作用。本研究通过荧光定量PCR检测了SRBSDV侵染水稻后,上述3个叶绿体相关基因以及叶绿体素合成降解相关基因表达情况,结果表明SRBSDV侵染后影响水稻叶绿体相关基因表达变化。检测SRBSDV侵染后水稻叶片叶绿素荧光参数最大荧光产量(Fm)和最大PSII的光能转化效率(Fv/Fm)均呈下降趋势,可以看出病毒侵染后叶片活力指数降低,导致原初光能转化效率降低。光化学途径转化为能量Y(II)显著降低、PS II调节性能量耗散Y(NPQ)和非调节性的能量耗散Y(NO)明显升高,说明感病水稻出现光抑制现象,其吸收光能的以通过自身的调节机制以及热耗散的形式释放,光合效率下降。透射电镜观察结果显示,水稻受SRBSDV侵染后,叶片中叶绿体最明显的变化是叶绿体遭到破坏,外膜降解,结构不完整,类囊体片层分散在细胞中。本研究筛选了与SRBSDV外壳蛋白互作的寄主因子,验证其在酵母及烟草中发生互作。检测转基因水稻OE-P10和SRBSDV侵染后水稻的叶绿体结构及功能,与对照相比均发生了变化,表明P10蛋白在SRBSDV侵染寄主过程中可能通过影响叶绿体的功能与结构发挥作用。

关键词：南方水稻黑条矮缩病毒外壳蛋白P10 叶绿体光合作用

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温度、水稻生育期和白背飞虱态对南方水稻黑条矮缩病毒传播的影响

温度、水稻生育期和白背飞虱态对南方水稻黑条矮缩病毒传播的影响

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作者：刘丹凤中国农业科学院

学位级别：硕士

南方水稻黑条矮缩病毒(Southern rice black-streaked dwarf virus，SRBSDV)是近年来发现的一种水稻新病毒，引起南方水稻黑条矮缩病。白背飞虱(White-backed planthopper，WBPH，Sogatellafurcifera)是目前发现的SRBSDV的唯一传播介体，并以循回增值型方式传播该病毒。南方水稻黑条矮缩病几乎每年均可在日本、我国南方广大稻区及韩国大发生，其发病面积呈现出逐年增加的趋势，严重威胁水稻的生产。然而，各种生物和非生物因素对SRBSDV传播效率的影响尚不清楚。本学位论文研究了温度、水稻生育期和白背飞虱不同龄期若虫和不同性别及交配状态的成虫对SRBSDV传播的影响，对于明确该病毒病的流行规律具有重要意义，可为研发该病毒病的生态防治技术及建立该病毒病的综合防控技术体系提供科学依据。所得结果如下。\n 1.温度、水稻生育期和白背飞虱若虫龄期对白背飞虱获毒率的影响。采用3×3×2三因子随机试验设计研究温度（22、27和32℃）、水稻生育期（三叶期、分蘖期和孕穗期）和白背飞虱若虫龄期（3龄和5龄）对白背飞虱获毒率的影响。结果表明，温度显著影响白背飞虱若虫的获毒率，在测试的温度范围中，白背飞虱的获毒率随温度升高而增大;水稻生育期也显著影响白背飞虱的获毒率，在分蘖期带毒稻苗上白背飞虱的获毒率显著高于其在三叶期和孕穗期稻苗上的获毒率;不同龄期白背飞虱的获毒率差异较大，白背飞虱3龄若虫的获毒率显著高于5龄若虫的获毒率。然而，这三种因子的交互作用对白背飞虱的获毒率无显著影响。\n 2.温度、水稻生育期和白背飞虱成虫状态对白背飞虱接毒率的影响。采用3×3×3三因子随机试验设计研究温度（22、27和32℃）、水稻生育期（三叶期、分蘖期和孕穗期）和白背飞虱成虫状态（羽化后6d的雄虫、未交配雌虫和已交配雌虫）对白背飞虱接毒率的影响。结果表明，带毒白背飞虱成虫状态显著影响其接毒率，白背飞虱雄虫的接毒率显著高于已交配雌虫的接毒率，其它成虫状态的接毒率间均无显著差异;温度和水稻生育期的交互作用显著影响白背飞虱的接毒率;温度、水稻生育期单因子及因子间的其它交互作用对白背飞虱的接毒率均无显著影响。\n 3.低温保存的SRBSDV带毒稻苗作为白背飞虱传毒毒源的可行性。由于白背飞虱对SRBSDV的传毒率较低，目前尚未发现SRBSDV的其他传播介体，而白背飞虱-SRBSDV-水稻的研究者经常遇到带毒白背飞虱或稻苗数量不足的问题，尤其是在冬季和来年春季。为找到获得足够毒源的新方法，在-80℃保存带毒稻苗45 d和140 d，测定这些低温保存的带毒稻苗作为白背飞虱传毒毒源的可行性。试验结果表明，低温保存的带毒稻苗内的病毒RNA未降解，其病毒粒子滴度与对照新鲜带毒稻苗内的病毒粒子滴度无显著差别;白背飞虱取食低温保存的带毒稻苗后的存活率约为40.0％，显著低于在新鲜带毒稻苗上的存活率;经过病毒循回期后，取食低温保存稻苗的白背飞虱中没有发现获毒个体，而取食新鲜稻苗的白背飞虱获毒率达50.4％。随后进一步对取食低温保存带毒稻苗48 h的白背飞虱进行病毒检测，发现此时的白背飞虱中有病毒存在。这些结果表明，低温保存SRBSDV带毒稻苗作为白背飞虱的传毒毒源不具有可行性。

关键词：南方水稻黑条矮缩病毒环境温度水稻生育期白背飞虱传播效率

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室内试验证实南方水稻黑条矮缩病毒不经水稻种子传播

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广东农业科学 2010年第7期37卷 95-96页

作者：王康郑静君张曙光周国辉华南农业大学资源环境学院广东广州510642 广东省生物防治实验站广东广州510500

为了检验南方水稻黑条矮缩病毒(Southern rice black-streaked dwarf virus,SRBSDV)是否经水稻种子传播,从广东省多地水稻病株上采集种子,温室内防虫栽培,获得了10个品种1875株实生植株。表型观察未发现呈现病毒病症状的植株,RT-PCR检... 详细信息

为了检验南方水稻黑条矮缩病毒(Southern rice black-streaked dwarf virus,SRBSDV)是否经水稻种子传播,从广东省多地水稻病株上采集种子,温室内防虫栽培,获得了10个品种1875株实生植株。表型观察未发现呈现病毒病症状的植株,RT-PCR检测也未发现SRBSDV阳性植株,结果证实SRBSDV不经水稻种子传播。

关键词：水稻病害南方水稻黑条矮缩病毒种子传毒

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南方水稻黑条矮缩病毒的病毒原质组分分析

南方水稻黑条矮缩病毒的病毒原质组分分析

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中国植物病理学会2012年学术年会

作者：毛倩卓刘启飞贾东升魏太云福建农林大学植物病毒研究所/福建省植物病毒学重点实验室

南方水稻黑条矮缩病毒(Southern rice black-streaked dwarf virus,SRBSDV)属于呼肠孤病毒科(Reoviridea)斐济病毒属(Fijivirus)的一个暂定种,由介体白背飞虱以持久增殖型方式传播。植物呼肠孤病毒均可在介体昆虫体内形成提供病毒复制... 详细信息

南方水稻黑条矮缩病毒(Southern rice black-streaked dwarf virus,SRBSDV)属于呼肠孤病毒科(Reoviridea)斐济病毒属(Fijivirus)的一个暂定种,由介体白背飞虱以持久增殖型方式传播。植物呼肠孤病毒均可在介体昆虫体内形成提供病毒复制和子代病毒粒体装配的场所一病毒原质(viroplasm)。目前已知SRBSDV编码的P9-1蛋白是形成病毒原质的组分之一。本研究通过免疫胶体金标记技术对SRBSDV侵染的白背飞虱唾液腺及其原代培养细胞进行电镜切片观察,发现病毒侵染形成的病毒原质呈现出深、浅两种纤维致密状的形态,标记P9-1蛋白的胶体金颗粒主要分布在浅色区域,其间散布着只有内壳蛋白的未成熟病毒粒子;而标记P5蛋白的胶体金颗粒主要分布在深色区域,并且有成熟的病毒粒子散布在其中。因此,推测南方水稻黑条矮缩病毒P9-1蛋白是viroplasm形成初期的主要组成成分,是病毒复制的关键场所;而在viroplasm形成的后期,P5蛋白是主要组成成分,负责病毒粒子的装配。

关键词：南方水稻黑条矮缩病毒病毒原质 P5蛋白 P9-1蛋白

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南方水稻黑条矮缩病毒在灰飞虱体内受到多种屏障的限制

南方水稻黑条矮缩病毒在灰飞虱体内受到多种屏障的限制

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中国植物病理学会2014年学术年会

作者：兰汉红杜雪贾东升毛倩卓魏太云福建农林大学植物病毒研究所/福建省植物病毒学重点实验室福州350002

近年来,南方水稻黑条矮缩病毒(southern rice black-streaked dwarf virus,SRBSDV)在我国南方稻区流行.SRBSDV主要由白背飞虱以持久增殖型方式高效传播,灰飞虱可低效携带但不能有效传播,原因是SRBSDV受到灰飞虱中肠释放屏障的限制.为了... 详细信息

近年来,南方水稻黑条矮缩病毒(southern rice black-streaked dwarf virus,SRBSDV)在我国南方稻区流行.SRBSDV主要由白背飞虱以持久增殖型方式高效传播,灰飞虱可低效携带但不能有效传播,原因是SRBSDV受到灰飞虱中肠释放屏障的限制.为了进一步明确SRBSDV在灰飞虱体内受到的侵染屏障,本研究应用显微注射法将SRBSDV注射到白背飞虱和灰飞虱体内,在注射后不同时间应用免疫荧光技术比较分析SRBSDV在两种飞虱体内的侵染和传毒率差异.在SRBDSV注射介体5天、8天、11天和15天后,免疫荧光检测发现SRBSDV在灰飞虱中肠和唾液腺的侵染率显著低于其在白背飞虱中肠和唾液腺的侵染率,且SRBSDV在灰飞虱中肠和唾液腺的侵染多数为局部侵染,而在白背飞虱中肠和唾液腺的侵染多为系统侵染.当SRBSDV侵染白背飞虱和灰飞虱培养细胞3天后,其病毒侵染率分别为50％和10％,侵染6天后SRBSDV侵染率分别为100％和50％.此外,对注射后12天的昆虫进行传毒实验,发现70％的白背飞虱能传毒,而仅有15％的灰飞虱能传毒.

关键词：南方水稻黑条矮缩病毒白背飞虱灰飞虱侵染屏障

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与南方水稻黑条矮缩病毒p9a互作的水稻基因筛选

与南方水稻黑条矮缩病毒p9a互作的水稻基因筛选

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作者：邓金奇湖南农业大学

学位级别：硕士

南方水稻黑条矮缩病毒(Southern rice black-streaked dwarf virus, SRBSDV)是呼肠孤病毒科(Reoviridae)斐济病毒属Fijivirus)第二组一个新成员,主要由白背飞虱(Sogatella furcifera)以持久性方式传播,病毒侵染后的水稻和玉米呈类似水... 详细信息

南方水稻黑条矮缩病毒(Southern rice black-streaked dwarf virus, SRBSDV)是呼肠孤病毒科(Reoviridae)斐济病毒属Fijivirus)第二组一个新成员,主要由白背飞虱(Sogatella furcifera)以持久性方式传播,病毒侵染后的水稻和玉米呈类似水稻黑条矮缩病和玉米粗缩病的症状。该病毒基因组含10条双链RNA片段,至少可编码13个病毒蛋白,其中基因组片段S9上含有2个不重叠的开放阅读框(ORF),根据同源性分析认为,其第一个ORF编码的p9a蛋白是病毒基质(Viroplasm)的组分,在病毒侵染复制等过程中起重要作用。为了探索该病毒基因的功能,本研究首先根据南方水稻黑条矮缩病毒广东分离物S9序列(登录号EU784843)设计1对特异性引物(p9a-1和p9a-2),以本实验室保存的南方水稻黑条矮缩病毒的cDNA文库为模板,扩增S9第一个ORF的全长。将扩增产物纯化后连接至克隆载体pGEM-T Vector,转化大肠杆菌DH5α并通过PCR检测鉴定和测序验证,结果表明所克隆的片断含有完整的SRBSDV S9第一个ORF。然后采用Nde I和BamHI双酶切的方法从克隆载体上切下目的片段,并连接至酵母载体质粒pGBKT7上,成功构建了含目的基因的诱饵载体pGBKT7-p9a。将重组质粒pGBKT7-p9a转化到酵母Gold菌株,经过自激活活性和毒性检测,证明p9a融合蛋白对酵母Gold菌株无毒性且无自激活活性。将含pGBKT7-p9a质粒的Gold菌株与含水稻cDNA文库的Y187菌株进行Mating实验,并在SD/-Ade/-His/-Leu/-Trp和SD/-Ade/-His/-Leu/-Trp/X-a-gal平板上筛选与p9a蛋白互作的水稻基因。筛选出的克隆进一步培养、提取质粒并测序,序列分析和自激活实验显示本研究共筛选到8个与SRBSDV p9a蛋白之间可能存在互作的水稻基因。这为进一步研究SRBSDV p9a的功能打下了基础。

关键词：水稻南方水稻黑条矮缩病毒酵母双杂交互作基因

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独脚金内酯对南方水稻黑条矮缩病毒及其介体昆虫胁迫的响应

独脚金内酯对南方水稻黑条矮缩病毒及其介体昆虫胁迫的响应

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作者：李珊珊湖南农业大学

学位级别：硕士

南方水稻黑条矮缩病毒(Southern rice black streaked dwarf virus,SRBSDV)及其媒介昆虫白背飞虱(Sogatella furcifera,WBPH)是我国南方稻区重要的病虫害。水稻感染SRBSDV后其表现为株型矮化、分蘖增多、根系不发达等症状。独脚金内酯(S... 详细信息

南方水稻黑条矮缩病毒(Southern rice black streaked dwarf virus,SRBSDV)及其媒介昆虫白背飞虱(Sogatella furcifera,WBPH)是我国南方稻区重要的病虫害。水稻感染SRBSDV后其表现为株型矮化、分蘖增多、根系不发达等症状。独脚金内酯(Strigolactone,SL)作为一类新近被鉴定的小分子植物激素,在调节植物生长发育和生理过程中起着重要作用,同时还能参与对非生物和生物胁迫的响应。因SL能调控水稻分蘖和株型,水稻感染SRBSDV后呈多分蘖和矮化的症状是否与病毒诱发其内源SL变化相关,水稻SL滴度变化对该病毒的侵染及其介体白背飞虱为害又有怎样的影响?当前尚无报道。本文首先探究了SRBSDV侵染水稻后SL的响应变化,并通过外源施加SL类似物结合SL合成功能缺失突变体植株进一步研究了SL滴度变化对SRBSDV侵染和白背飞虱为害的影响。研究结果可为揭示SRBSDV—白背飞虱—水稻三者互作机制提供新视角,也为科学防控SRBSDV和白背飞虱提供重要的理论依据。主要结论如下: ***-q PCR结果显示SL合成途径相关基因D10、D17、Os900、Os1400和信号传导途径相关基因D14、D53、Os MADS57、IPA1在病毒侵染后不同时间点存在显著下调。HPLC-MS/MS检测结果表明水稻内源性SL(epi-5DS)的含量在病毒侵染45 d时显著低于健康水稻。上述结果表明SRBSDV侵染水稻可抑制SL合成和信号传导途径,而SL被抑制的表型与感病水稻呈分蘖增多,株型矮化的症状相类似。 2.外源性SL类似物rac-GR24处理水稻后接种SRBSDV其感病率显著低于对照(0.1%Triton X-100处理)。此外,SL合成突变体d17接种SRBSDV后水稻感病率以及感病植株中的SRBSDV的S4和S10的表达量显著高于WT植株。同时RT-q PCR检测植物中参与抗病的相关基因表达结果显示,感病的d17突变体植株中Os JAmyb相比于WT植株的表达水平显著降低。rac-GR24激素处理实验和突变体实验共同表明了SL在SRBSDV侵染水稻时表现为积极防御的作用。 3.Y型嗅觉仪实验结果显示白背飞虱更加趋向选择d17突变体植株。GC-MS分析了d17突变体植株和WT植株中挥发物的差异,结果表明d17突变体植株中己醛、癸醛和芳樟醇的含量低于WT植株,且当己醛浓度为100μL/L时,对白背飞虱有驱避作用。上述结果表明SL合成突变体d17通过介导挥发物的改变影响白背飞虱寄主选择行为。 ***合成突变体d17相比于WT植株更适合白背飞虱产卵,孵化和生长。通过对d17突变体植株和WT植株叶鞘的硅化程度比较,发现d17突变体植株平均每列的硅细胞个数和硅细胞的单位面积均有降低。白背飞虱取食后,所检测的d17突变体植株中的抗虫响应基因相较于WT植株都没有显著上调,并且其中Os JAZ8(6 h)、Os JAMyb(12 h,24 h)、Os PR1a(6 h)和Os WRKY62(6 h)相比于WT植株显著下调表达,它们的下调一定程度下削弱了水稻的抗虫防御反应。上述结果表明,SL合成被抑制后会影响水稻的抗虫性,从而有利于白背飞虱为害水稻。综上所述,本文探究SL在病毒侵染水稻过程中发挥的作用,发现SL能响应并抑制SRBSDV的侵染,进一步探究了SL合成突变体d17对SRBSDV介体昆虫白背飞虱抗性的影响,发现d17突变体植株更加吸引白背飞虱且更有利于白背飞虱为害。研究结果为深入解析SL途径参与SRBSDV—白背飞虱—水稻三者互作及其机制提供了基础与支撑。

关键词：南方水稻黑条矮缩病毒白背飞虱独脚金内酯 D17 d17突变体植株

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