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中国植物病理学会2021年学术年会

作者：朱勇刘信娴王贺刘寿岚樊晶李燕王文明四川农业大学西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室

在植物中,microRNAs （miRNAs）通过抑制靶基因的表达调控生长发育和抗性反应。实验室前期对感病水稻材料丽江新团黑谷（LTH）和含有单个抗性位点Pikm的抗性材料IRBLkm-Ts接种稻瘟病菌后建立的小RNA文库进行深度测序,筛选出响应稻瘟病... 详细信息

在植物中,microRNAs （miRNAs）通过抑制靶基因的表达调控生长发育和抗性反应。实验室前期对感病水稻材料丽江新团黑谷（LTH）和含有单个抗性位点Pikm的抗性材料IRBLkm-Ts接种稻瘟病菌后建立的小RNA文库进行深度测序,筛选出响应稻瘟病菌侵染并在抗、感材料间差异表达的miR812g。为进一步明确该miRNA对水稻稻瘟病抗性的影响,笔者构建了miR812g过表达转基因材料,以及抑制该miRNA功能的人工模拟靶标MIM812转基因材料,利用PAMAs分子chitin诱导发现,在过表达材料中防御相关基因相比于对照在12 hpi下调表达,而MIM812材料上调表达,表明该miRNA可能参与水稻PTI免疫过程。经接菌实验证明,该miRNA负调控稻瘟病抗性,表现为病菌侵染进程加快,防御相关基因下调。而抑制该miRNA的功能可增强稻瘟病抗性,表现为病菌侵染进程减缓,防御相关基因上调。该miRNA靶基因的突变体材料感病性增强,说明miR812g可能通过抑制靶基因的表达负调稻瘟病抗性。

关键词： miR812 靶基因稻瘟病

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FERONIA-like receptor基因参与水稻-稻瘟病菌互作

FERONIA-like receptor基因参与水稻-稻瘟病菌互作

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中国植物病理学会2021年学术年会

作者：刘信娴林晓雨谢颖朱勇王贺黄衍焱王文明四川农业大学西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室

水稻稻瘟病是由Magnaporthe oryzae引起的一种真菌性病害,严重威胁着水稻的生长发育和产量。在水稻抗瘟研究中,100多个抗瘟基因被定位。在克隆的36个抗瘟基因中,绝大部分编码含有NB-LRR结构域的抗性蛋白,仅有Pid2编码一个类受体激酶。因... 详细信息

水稻稻瘟病是由Magnaporthe oryzae引起的一种真菌性病害,严重威胁着水稻的生长发育和产量。在水稻抗瘟研究中,100多个抗瘟基因被定位。在克隆的36个抗瘟基因中,绝大部分编码含有NB-LRR结构域的抗性蛋白,仅有Pid2编码一个类受体激酶。因此,水稻在识别稻瘟菌和传导免疫信号方面的机制还有待深入研究。CrRLK1L (Catharantus roseus RLK1-like kinases)家族基因编码一类类受体激酶,通过其胞外结构域识别RALFs(RAPID ALKALINIZATION FACTOR)家族基因编码的小肽,维持花粉管的完整性,精确调控花粉管的生长,在植物的双受精过程中起着重要的作用。另外,该家族蛋白还参与植物免疫,但其分子机制尚不明确。笔者通过CRISPR/Cas9基因编辑技术对水稻品种中花11 (ZH11)中的16个CrRLK1L同源基因FLRs(FERONIA-like receptor)基因进行敲除,每个FLRs基因都得到了两个以上不同敲除类型的突变体。通过对这些突变体进行稻瘟病抗性鉴定,发现flr1和flr13突变体抑制了水稻对稻瘟病的抗性,同时防御相关基因下调,稻瘟菌侵染速度增强;而flr2和flr11突变体增强了水稻对稻瘟病的抗性,防御相关基因上调,抑制了稻瘟菌的侵染。以上结果表明在水稻中4个FLRs基因参与了水稻-稻瘟菌的互作,为深入解析FLRs基因参与稻瘟病抗性的分子机制奠定了基础,也为水稻抗性育种提供了抗性基因资源。

关键词：稻瘟病 FLRs基因水稻抗性

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水稻miR530通过不同靶基因协调稻瘟病抗性和生长发育

水稻miR530通过不同靶基因协调稻瘟病抗性和生长发育

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中国植物病理学会2021年学术年会

作者：贺小蓉 SADAMHussain 冯琴朱勇王贺赵志学李燕王文明四川农业大学西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室

稻瘟病是由稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)引起的世界范围内最具破坏性的水稻真菌病害之一。MicroRNAs (miRNAs)是一类由20～24个核苷酸组成的非编码单链RNA分子,在植物发育和多种胁迫反应中发挥重要的调控作用。实验室前期通过转录组测... 详细信息

稻瘟病是由稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)引起的世界范围内最具破坏性的水稻真菌病害之一。MicroRNAs (miRNAs)是一类由20～24个核苷酸组成的非编码单链RNA分子,在植物发育和多种胁迫反应中发挥重要的调控作用。实验室前期通过转录组测序对比分析感病材料LTH和抗病材料IRBLkm-Ts在接种稻瘟菌前后miRNAs表达量的变化,发现一批miRNA响应稻瘟菌侵染。构建其中一个miRNA、即miR530的过表达转基因水稻材料和模拟靶标进行分析,发现过表达材料对稻瘟菌更敏感,开花时间推迟,同时产量降低。相反,模拟靶标转基因材料表现对稻瘟病的抗性增强,开花时间提前,同时产量增加。此外,鉴定到3个靶基因,发现这些靶基因均参与对抗性和农艺性状的调控,但不同靶基因对抗病性和农艺性状的调控作用存在差异。其中,两个靶基因正向调控稻瘟病抗性,过表达导致花期和生育期均提前,但产量有所降低。一个靶基因对抗性作用不明显,但过表达导致花期和生育期提前,产量增加。

关键词： miR530 靶基因稻瘟病抗性生育期产量性状

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一个水稻miRNA模块通过多个WRKYs调节水稻广谱抗性

一个水稻miRNA模块通过多个WRKYs调节水稻广谱抗性

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中国植物病理学会2021年学术年会

作者：冯琴贺小蓉李婷婷杨雪梅樊晶李燕王文明四川农业大学西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室

水稻稻瘟病、白叶枯病和纹枯病是为害水稻生产的三大重要病害。寻找对水稻病害具有广谱调节作用的抗性调节因子是该领域的研究热点。microRNAs是一类重要的基因表达调节因子,广泛参与调节植物的生长发育及抗性反应。前期研究筛选到一批... 详细信息

水稻稻瘟病、白叶枯病和纹枯病是为害水稻生产的三大重要病害。寻找对水稻病害具有广谱调节作用的抗性调节因子是该领域的研究热点。microRNAs是一类重要的基因表达调节因子,广泛参与调节植物的生长发育及抗性反应。前期研究筛选到一批响应稻瘟菌侵染的miRNA,在水稻中过量表达其中一个miRNA可明显增强稻瘟病抗性。过量表达该miRNA也增强了水稻对白叶枯病、纹枯病的抗性。该miRNA靶向生长素响应因子(Auxin response factor)。通过对突变体arfx与对照材料NPB的转录组测序分析,发现7个WRKYs转录因子在arfx中表达上调,其中部分WRKYs已被报道正向调节水稻稻瘟病和白叶枯病抗性。进一步分析发现ARFX可以直接结合WRKYs启动子上的AuxRE(TGTCXX)元件,影响WRKYs启动子活性,从而抑制WRKYs基因的表达。因此,该miRNA调控模块可通过多个WRKYs基因来协调水稻广谱抗性,值得深入研究。

关键词：水稻 miRNA ARF WRKY 稻瘟病白叶枯病纹枯病

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二氢赤霉素对不同增密条件下蜀麦133冠层光能截获和产量的影响

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作物学报 2024年第11期50卷 2787-2800页

作者：刘雨杭赵书宏祝婷婷梁振宇贺大海陈佳博任勇黄林樊高琼伍碧华西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室四川成都611130 四川农业大学小麦研究所四川成都611130 四川农业大学农学院/农业农村部西南作物生理生态与耕作重点实验室四川成都611130 作物生理生态及栽培四川省重点实验室四川成都611130 绵阳市农业科学研究院/厅市共建作物特色资源创制及应用四川省重点实验室四川绵阳621023

为探究新型赤霉素抑制剂“二氢赤霉素”对不同增密条件下小麦冠层光能截获和产量的影响,于2021—2023两个生长年度选用国审小麦品种蜀麦133在成都大邑县开展二因素裂区大田试验,主区密度分别为250万株hm^(-2)(常规密度,B1)、300万株hm^(... 详细信息

为探究新型赤霉素抑制剂“二氢赤霉素”对不同增密条件下小麦冠层光能截获和产量的影响,于2021—2023两个生长年度选用国审小麦品种蜀麦133在成都大邑县开展二因素裂区大田试验,主区密度分别为250万株hm^(-2)(常规密度,B1)、300万株hm^(-2)(增密20%,B2)、350万株hm^(-2)(增密40%,B3)和400万株hm^(-2)(增密60%,B4),副区分别为喷施清水(CK0)、200 mg L^(-1)多效唑-甲哌鎓混合剂(CK1)、100 mg L^(-1)二氢赤霉素(C2)和200 mg L^(-1)二氢赤霉素(C3)。结果表明,增密导致小麦冠层光环境变差,从B1增密到B4,小麦叶面积指数(LAI)和上部光能截获率(IPAR)分别增加16.7%~61.0%和10.3%~17.9%;旗叶面积、叶夹角、叶绿素含量、下部IPAR和净光合速率分别降低8.5%~16.8%、3.5%~11.2%、1.6%~6.1%、4.2%~12.0%和2.2%~7.3%。喷施二氢赤霉素显著改善小麦冠层结构,C3显著降低各密度下的旗叶叶面积、叶夹角和上部IPAR,分别达18.5%、17.0%和19.1%;显著提升叶绿素含量、LAI、下部IPAR、光能转换率和光能利用率,分别达18.7%、21.5%、62.2%、23.1%和26.6%。二氢赤霉素显著增加籽粒占比和花后干物质积累量,C3显著提升分别达36.4%和13.3%。增密显著增加有效穗数达23.7%,降低穗粒数和千粒重。喷施二氢赤霉素进一步提升增产潜力,C3显著增加有效穗数、穗粒数、收获指数和产量分别达4.4%、12.4%、10.3%和8.5%。因此,二氢赤霉素对增密后的小麦冠层光环境具有显著改善作用,有效提高小麦光能截获率与光能利用率,增加花后干物质积累,显著提高籽粒产量。在本试验条件下,增密到300万株hm^(-2)配施200 mg L^(-1)二氢赤霉素产量最高。

关键词：小麦二氢赤霉素种植密度冠层结构光能截获率产量

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高粱抗炭疽病资源鉴定及抗性基因发掘

高粱抗炭疽病资源鉴定及抗性基因发掘

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中国植物病理学会2024年学术年会

作者：余志凡张继伟李金洋夏敬阳韩君如赵菲菲常新雅 Yam Bahadur kami 王文明四川农业大学西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室

高粱[Sorghum bicolor (L.) Moench]是世界第五大粮食作物,也是中国最重要的酿造原料。由疏纹刺盘孢(Colletotrichum sublineola)引起的高粱炭疽病已成为我国高粱产业第一大真菌病害,严重影响高粱及下游产业的经济效益。挖掘高粱抗炭疽... 详细信息

高粱[Sorghum bicolor (L.) Moench]是世界第五大粮食作物,也是中国最重要的酿造原料。由疏纹刺盘孢(Colletotrichum sublineola)引起的高粱炭疽病已成为我国高粱产业第一大真菌病害,严重影响高粱及下游产业的经济效益。挖掘高粱抗炭疽病基因资源,培育抗病品种是解决这一问题的根本途径。在实验室前期研究中,通过室内接种和田间自然发病实验,对382份资源材料进行炭疽病抗性评估,从中鉴定到7份高抗材料、22份抗病材料、304份感病材料、34份中感材料和15份高感材料。通过全基因组关联分析和表达谱验证,成功定位到一个主效NLR基因SbAr1。SbAr1在炭疽菌侵染进程中被显著诱导,单倍型分析表明该基因与炭疽病抗性共分离,西南糯高粱品种全部为感病单倍型。进一步对SbAr1的结构分析发现,相较于粳高粱BTx623和甜高粱Rio,GJH1中SbAr1的一个SNP突变导致编码提前终止,使其缺失了相应的LRR结构域。利用酵母双杂交实验,筛选SbAr1互作蛋白,将所得到的蛋白进行GO富集分析发现,互作蛋白主要在免疫防御、植物胁迫和生长发育等信号通路中富集。其中Sobic.001G006400、14-3-3a和14-3-3c被筛选到的频次较高,很可能是SbAr1互作靶标蛋白。下一步笔者将在此基础上,构建SbAr1基因敲除和过表达,检测SbAr1在高粱炭疽病抗性中的作用,采用分子和生化试验阐明SbAr1与靶标蛋白的互作机制,从而解析SbAr1调控高粱炭疽病抗性的机制。另外,笔者将通过杂交和反复回交,将具有编码完整蛋白结构的SbAr1导入西南糯高粱品种中,以评估其在西南糯红高粱抗病育种中的应用价值。笔者的实验结果将为高粱抗病育种提供新的抗性基因资源和理论支撑。

关键词：高粱炭疽病资源鉴定抗性基因挖掘 NLR

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稻曲病菌致病因子UvGH18.1调控稻曲球形成

稻曲病菌致病因子UvGH18.1调控稻曲球形成

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中国植物病理学会2023年学术年会

作者：何佳雪李国邦张馨姚宗林李高盟李燕王文明樊晶四川农业大学西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室

稻曲病是一种世界性水稻真菌病害,近年来已成为我国水稻的主要病害之一。稻曲球是稻曲病的唯一可见症状。稻曲球的形成不仅影响水稻的产量,产生的毒素还会降低稻米品质且严重影响着人畜的安全。同时,稻曲球表面的厚垣孢子或菌核是稻曲... 详细信息

稻曲病是一种世界性水稻真菌病害,近年来已成为我国水稻的主要病害之一。稻曲球是稻曲病的唯一可见症状。稻曲球的形成不仅影响水稻的产量,产生的毒素还会降低稻米品质且严重影响着人畜的安全。同时,稻曲球表面的厚垣孢子或菌核是稻曲病初侵染源的主要来源,在稻曲病病害循环中极为重要。因此,研究稻曲球的形成机理对于防治稻曲病具有重要意义。我们研究发现稻曲病菌中一个重要的致病因子——UvGH18.1,其编码一个真菌分泌型几丁质酶。uvgh18.1基因敲除突变体菌株在培养基上能正常生长,也能侵染水稻颖花形成菌丝体,但无法形成成熟稻曲球。用几丁质酶酶活突变的UvGH18.1回补突变体菌株发现,该回补菌株能侵染水稻穗部并形成稻曲球,说明UvGH18.1调控稻曲球的形成不依赖其几丁质酶酶活,我们推测UvGH18.1可能通过靶向寄主代谢通路从而劫持营养供稻曲球形成所需。继而,我们通过免疫沉淀-质谱分析初步筛选到14个与UvGH18.1互作的水稻蛋白,下一步将深入研究UvGH18.1与候选互作蛋白的相互作用机制,阐明UvGH18.1调控稻曲球形成的作用机理,为防控稻曲病提供理论依据与新靶标。

关键词：稻曲病菌几丁质酶稻曲球营养互作

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20%PEG-6000胁迫下54个玉米自交系苗期抗旱性评价

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玉米科学 2021年第1期29卷 46-53页

作者：文景茹柯永培余学杰梁雪赵长云李仁飞石海春四川农业大学农学院四川温江611130 西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室四川温江611130 四川农大正红生物技术有限责任公司成都610213

以54个玉米自交系为材料,利用20%PEG-6000溶液对苗期进行干旱胁迫,考察株高、根冠比等9个指标。通过主成分分析筛选指标,再利用隶属函数法计算出综合抗旱值D,根据D值对他们的耐旱性进行评价和聚类分析。结果表明,K186、K123等7个自交系... 详细信息

以54个玉米自交系为材料,利用20%PEG-6000溶液对苗期进行干旱胁迫,考察株高、根冠比等9个指标。通过主成分分析筛选指标,再利用隶属函数法计算出综合抗旱值D,根据D值对他们的耐旱性进行评价和聚类分析。结果表明,K186、K123等7个自交系与郑58聚为一类,属于抗旱自交系;K121、K182等25个自交系与昌7-2聚为一类,为中等抗旱自交系;K101、G2490等20个自交系聚为一类,为干旱敏感型自交系。

关键词：玉米自交系苗期抗旱性 20%PEG-6000

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高粱炭疽菌毒力效应因子筛选及功能研究

高粱炭疽菌毒力效应因子筛选及功能研究

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中国植物病理学会2024年学术年会

作者：常新雅赵菲菲李金洋余志凡夏敬阳韩君如张继伟王文明四川农业大学西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室

高粱炭疽病是由疏纹刺盘孢(Colletotrichum sublineola)引起的全球性真菌病害,严重影响高粱[Sorghum bicolor(L.) Moench]的产量与品质。炭疽菌在侵染高粱的过程中会分泌大量效应因子干扰高粱的免疫。然而,目前关于高粱炭疽菌关键致病... 详细信息

高粱炭疽病是由疏纹刺盘孢(Colletotrichum sublineola)引起的全球性真菌病害,严重影响高粱[Sorghum bicolor(L.) Moench]的产量与品质。炭疽菌在侵染高粱的过程中会分泌大量效应因子干扰高粱的免疫。然而,目前关于高粱炭疽菌关键致病效应因子及其致病机制仍不清楚。本研究构建了携带荧光标签的炭疽菌菌株并接种高粱叶鞘,明确了高粱炭疽菌的动态侵染进程。观察结果显示:侵染6 hpi以后,分生孢子开始产生芽管;12 hpi芽管末端膨大形成附着孢,侵染钉开始侵入细胞;24 hpi初级菌丝扩展到邻近细胞;48 hpi病原菌菌丝大肆蔓延,已有部分初级菌丝产生较细的次级菌丝。笔者结合炭疽菌侵染高粱初期阶段的转录组数据筛选到1 692个较高表达的基因,并从中筛选出148个候选效应因子。对这些基因进行共表达(WGCNA)分析,进一步筛选出在24 hpi和48 hpi特异高表达的43个候选效应子,其中蛋白序列长度小于300的候选效应因子有26个,以此为炭疽菌细胞质候选效应因子进行深入研究。笔者构建了有26个候选效应因子的烟草瞬时表达系统,其中有7个基因对BAX诱导的烟草细胞死亡有一定程度上的抑制。笔者选取候选效应因子s11.t49进行初步功能鉴定,结果表明过表达s11.t49菌株对高粱致病性增加,干涉s11.t49菌株致病性显著降低。该研究为未来揭示高粱炭疽菌关键致病因子及其侵染机制,以及高粱抗病育种潜在靶标的筛选提供了研究基础。

关键词：炭疽菌高粱炭疽病侵染进程植物免疫转录组效应因子

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四川盆地稻瘟菌的群体遗传结构分析

四川盆地稻瘟菌的群体遗传结构分析

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中国植物病理学会2023年学术年会

作者：刘晨谭楮湉任文芮黄衍焱王文明四川农业大学西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室

稻瘟菌引发的稻瘟病是严重的全球性病害之一,在水稻主产区的四川盆地常年都有发生,威胁我国粮食安全。为探究四川盆地稻瘟菌群体的遗传结构变化,本研究收集了四川盆地各水稻生态区的稻瘟菌,并对1 026株菌株进行重测序、变异检测和遗传... 详细信息

稻瘟菌引发的稻瘟病是严重的全球性病害之一,在水稻主产区的四川盆地常年都有发生,威胁我国粮食安全。为探究四川盆地稻瘟菌群体的遗传结构变化,本研究收集了四川盆地各水稻生态区的稻瘟菌,并对1 026株菌株进行重测序、变异检测和遗传结构分析。结果表明:SNP在1号染色体的两个端粒和2号长臂端粒区存在较大密度的分布。其中,13.41%SNP位于基因内,9.34%分布在基因的外显子区域。此外,LD衰减速度在不同年份间差异显著。遗传结构分析表明:四川盆地的稻瘟菌群体能划分为3～5个亚群。综上所述,四川盆地的稻瘟菌群体遗传多样性丰富,且年份间的群体遗传结构差异明显。进一步地说明年度监测点的建立和种植结构的布局对水稻稻瘟病防治具有重要意义。

关键词：水稻稻瘟菌四川盆地 SNP 遗传结构

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