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水稻稻瘟病抗性相关基因的筛选和功能鉴定

稻瘟病发生的案例分析

序号:20130303310171 闫俊杰 一、案例主题或名称:2015湖南绥宁县稻瘟病发生的案例分析 二、案列细节: 2015湖南绥宁县稻瘟病发生,其全县各地都有不同程度发病,不管是高海拔还是低海拔、往年稻瘟病重发区还是轻发区都有表现。初步统计,成灾(损失率在30%以上)面积达到1000亩左右,其中杂交水稻制种600余亩。损失70%以上约600亩,如竹舟江乡的彭家村、鸡子头村,河口乡的四家团村,长铺乡的槽子山村、拓丘田村,瓦屋塘乡的白家坊村,唐家坊镇的宝善村,武阳镇的双鸣村、三房村、大溪村等地发生较严重。 稻瘟病又称稻热病,是世界性病害,广泛分布世界各水稻种植区。其发病程度因品种、栽培管理技术以及气象条件不同而有差别,一般减产10~20%,严重地块减产40~50%以上,分蘖期发病严重时,成片枯死,有的植株虽不枯死,但新叶不易伸展,稻株生长缓慢,不能抽穗或抽出短小的穗。在抽穗期穗颈瘟严重发生时,可形成大量的白穗,不能结实或形成瘪粒。 稻瘟病在水稻整个生长期中都可发生,根据病菌侵入时期和侵入部位不同,将稻瘟病分为苗瘟、叶瘟、节瘟、穗颈瘟和谷粒瘟,此次发生的主要是叶瘟和穗颈瘟。 (一)病害症状: 1、叶瘟:水稻从分蘖到抽穗期,叶片受病菌侵染后产生形状、大小和色泽各不相同的病斑,病斑常随水稻品种的抗病性、叶龄和气象条件而有所不同,分四种类型: ①慢性型:这是在田间最为常见的病斑。病斑初期为暗绿色的侵入点,很快逐渐扩大形成梭形病斑,病斑可清晰分为三部分,中央为灰白色,边缘为褐色,最外围有一圈黄色晕圈。病斑两端有向叶脉延伸的褐色坏死线,在湿度大时,病斑上产生灰色霉状物。 ②急性型:在适宜发病的条件下,如氮肥施用过多,或在感病品种的叶片上常产生椭圆形、圆形的水渍状病斑。病斑呈暗绿色,其上密生灰色霉层,这种病斑出现的多,常是叶瘟病流行的预兆。 ③白点型:在感病品种的嫩叶发生病原菌侵入后,遇干燥的气象条件时,在

水稻稻瘟病抗性基因Pi_ta的SNP检测方法_张羽

水稻稻瘟病抗性基因Pi-ta的SNP检测方法 张羽1 张晓娟1 杨凤娇2 冯志峰3 (1陕西理工学院生物科学与工程学院,陕西汉中723000;2北京林业大学,北京100083;3陕西省汉中市农业科学研究所,陕西 汉中723000) SNP-based Detecting Method of Rice Blast Resistance Gene Pi-ta ZHANGYu1,ZHANGXiao-juan1,YANGFeng-jiao2,FENGZhi-feng3 (1School of Biological Sciences and Engineering,Shaanxi University of Technology,Hanzhong 723000,China;2Beijing ForestryUniversity,Beijing 100083,China;3 Hanzhong Institute of Agricultural Sciences,Hanzhong 723000,China) ZHANG Yu,ZHANG Xiaojuan,YANG Fengjiao,et al.SNP-based detecting method of rice blast resistance genePi-ta.Chin J Rice Sci,2013,27(3):325-328. Abstract:There is only one amino acid difference between rice blast resistance gene Pi-ta and its susceptible allele.According to this,a SNP-based Pi-ta diagnostic method has been estabished based on tetra-primer ARMS PCRtechnology.The distribution of Pi-ta gene among 62rice germplasm from national rice regional test in the upperYangtze River in 2012and 97rice germplasm from rice regional test in Shanxi Province in 2012was analyzed by thismethod,and the result was consistent with that with the other SNP marker previously reported.It showed that themethod can be effectively used in the detection of Pi-ta gene in rice. Key words:rice blast;Pi-ta;detecting method;single nucleotide polymorphism 张羽,张晓娟,杨凤娇,等.水稻稻瘟病抗性基因Pi-ta的SNP检测方法.中国水稻科学,2013,27(3):325-328.摘 要:针对稻瘟病抗性基因Pi-ta位点上的抗感基因的编码产物仅有1个氨基酸的差异,利用已经建立的检测该基因的SNP方法以及作者在该基因编码序列构建的四引物扩增受阻突变体系PCR,对62份2012年长江上游国家水稻区域试验材料和97份陕西省水稻区域试验材料进行了Pi-ta基因检测,2种分子标记检测结果一致。该方法的检测结果真实可靠,可以用于检测水稻Pi-ta基因位点。 关键词:稻瘟病;Pi-ta;检测方法;单核苷酸多态性 中图分类号:S435.111.4+1;S511.034 文献标识码:A 文章编号:1001-7216(2013)03-0325-04 稻瘟病是造成水稻严重减产的主要病害之一,在全球85个水稻种植国家和地区都有发生。每年因稻瘟病导致的生产损失约占总产量的10%~15%[1]。目前控制稻瘟病最好的方法是发掘广谱稻瘟病抗性基因或主效QTL,通过聚合育种,得到广谱持久抗病的水稻品种。因此,抗性基因分析以及抗源筛选就显得尤为重要[1-6]。 20世纪60年代中期,日本率先开展了水稻品种稻瘟病抗性基因分析的研究工作,截至2012年6月,已至少报道了63个抗稻瘟病位点共77个主效基因。随着分子标记种类和数量的不断增加,稻瘟病抗性基因的定位及克隆得到了迅猛发展[7-11]。研究表明,稻瘟病抗性基因Pi-ta位于水稻第12染色体靠近着丝点附近的区域,定位于BAC克隆BAC142E8[12]上的RFLP标记RG241与RZ397之间,遗传距离分别是5.2cM和3.3cM。Pi-ta基因包含2个外显子和1个1 463bp的内含子,编码一个长度为928个氨基酸的细胞质膜受体蛋白。Pi-ta位点上抗感基因的编码产物仅有1个氨基酸的差异,由于出现了一个单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP),即由密码子GCT变为TCT,第918个氨基酸位点由抗病产物的丙氨酸变异为感病产物的丝氨酸[13]。时克等[14-16]研究表明,主效抗稻瘟病基因Pi-ta在中国很多稻区表现高水平的稻瘟病抗性,被广泛应用于中国的水稻育种和生产。 SNP主要是指在基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态性,这种变异可由单个碱基的转换或颠换引起,也可由碱基的插入或缺失所致。它是继第一代分子标记限制性片段长度多态性(RFLP)和第二代分子标记微卫星多态性(即简单序列重复SSR)这2类遗传标记之后出现的第三代分子遗传标记,具有分布广泛、数量多、遗传稳定等特点。2005年发表的水稻基因组序列全图显示,籼、粳稻间SNP位点多达80127个,平均每154个碱基就存在一个SNP,SNP频率达0.65%,是拟南芥2个生态型Columbia和Landsberg之间SNP频率的20倍[17]。随着DNA分子标记技术的发展,大批与稻 收稿日期:2012-08-08;修改稿收到日期:2013-02-18。 基金项目:陕西省教育厅专项科研项目(12JK0815);陕西省科技厅农业科技创新项目(NKC01-01)。 523 中国水稻科学(Chin J Rice Sci),2013,27(3):325-328http://www.ricesci.cn DOI:10.3969/j.issn.1001-7216.2013.03.014

基因文库中目的基因的筛选

基因文库中目的基因的筛选 克隆基因的方法有很多,根据研究基础的不同,可以使用以下的方法克隆目的基因: 1. PCR或RT-PCR法 2. 从基因文库中分离基因 3. 从cDNA文库中分离基因 4. 转座子标签法 5. 图位克隆法 6. 差减杂交法、扣除杂交、差异显示法 7. 人工合成法 本章中主要介绍从基因文库中筛选目的基因的几种方法。 获的目的克隆的方法有两种 1)目的基因的直接选择 2)从基因文库中筛选 称为鸟枪射击法,建立一个包含所有基因或大部分基因的克隆,从中筛选目的克隆。 一、直接选择 直接选择的基因比较少,如抗生素抗性基因。如克隆一个kan抗性基因,在R6-5质粒上含有四种抗性基因:kan, 氯霉素、链霉素、硫胺类药物,kan抗性基因存在于13个EcoRI片段中的一段中。将R6-5的片段插入pBR322的EcoRI位点中,连接混合物中将含有13个不同片段的大量重组拷贝,其中部分是kan抗性的。只有含kan的克隆才能在含有kan的培养基上正常生长。 1.1 标记援救可以扩大直接选择的范围 利用E. coli的突变系可扩展该项技术。例如要从E. coli中克隆trpA基因,编码色氨酸合成

酶,一个突变系不能合成色氨酸,只有加入色氨酸后才能存活。因此E. coli的突变体可以用来克隆trpA基因。首先从一个正常个体中提取总DNA,然后酶切,连接产生大量重组DNA分子,其中一个将携带完整的trpA基因。连接混合物用来转化缺陷型E. coli细胞,大部分转化子是缺陷型的,携带trpA的重组子将是野生型的,可以在基本培养基上生长。 1.2 标记援救的范围和限制 存在两个限制因素: 1)必须存在着目的基因的突变品系 2)需要一种只有野生型能够生长的培养基。 一般而言,标记援救适用于微生物的合成酶,可以在基本培养上选择。

水稻特特普持久抗稻瘟病机制的研究

水稻特特普持久抗稻瘟病机制的研究 水稻稻瘟病是最严重的水稻病害之一,稻瘟病是一种由真菌Magnaporthe oryzae引起的水稻病害,严重影响水稻产量,每年可导致水稻减产约30%。为了减少农业损失,研究水稻与稻瘟病菌之间的相互作用已成为急需解决的问题。 因此越来越多的科学家开始研究水稻与稻瘟病之间相互作用的机制,稻瘟病已经成为研究植物与真菌之间相互作用的一种模式菌种。至今,培育广谱、持久稻瘟病抗性的水稻品种是防治稻瘟病菌最有效的方法之一。 特特普是一种具有持久稻瘟病抗性的高抗水稻品种。首先我们完成了特特普的全基因组测序,预测出37054个基因,包含455个核苷酸结合位点和富亮氨酸重复蛋白的基因(NBS-LRR类型基因,简称NLR基因)。 我们在特特普品种中利用高通量克隆方法成功克隆了 219个NLR基因,分别转基因至两个感病品种TP309和Shin2中,并用12个不同的稻瘟病菌株进行鉴定。研究表明,其中90个克隆的NLR基因能够对抗至少1种稻瘟病菌株,并且每一个稻瘟病菌株都能够被很多个NLR基因识别,然而有很少的NLR基因能够对抗6种以及以上的稻瘟病菌株,表明特特普NLR基因表现出比较高的抗性冗余现象,同 时特特普广谱、持久抗性可能需要多个NLR基因共同作用。 为了验证NLR基因是否存在互作,本研究从最简单的两个基因,即成对NLR 基因入手,提出了一种快速鉴定成对NLR抗性基因的方法,其中每个基因都作为 独立的个体行使不同功能,只有当两个NLR基因同时存在时才能引起植株的免疫反应。我们分别在特特普和日本晴、明恢63、R498其他三种基因组中发现大于20%的NLR基因都是成对基因,在特特普基因组成功鉴定出43对成对NLR基因, 在日本晴基因组成功鉴定出47对成对NLR基因。

水稻稻瘟病发生原因及绿色防控措施

水稻稻瘟病 稻瘟病在水稻个生育期和各个部位均有发生。根据发病时期和发病部位的不同可分为苗瘟、叶瘟、节瘟、穗颈瘟、枝梗瘟、谷粒瘟等,其中以叶瘟、穗颈瘟最为常见,危害较大。叶瘟严重时,全田呈火烧状,新叶不易伸长,植株矮缩,不能正常抽穗,抽穗期穗瘟发生严重时,导致大量白穗或瘪粒。 水稻稻瘟病是由真菌引起的水稻重要病害,只要条件适宜,易流行成灾。稻瘟病在黑龙江省每年都有不同程度的发生,近10年平均每年发生面积超过500万亩,大发生年份达到1000万亩以上,严重威胁着水稻的稳产与高产。为大力发展高产、高效、优质农业,黑龙江省提出进一步优化种植结构,充分发挥水稻品质好、需求大、效益高的优势,要求加大“旱改水”力度,力争到2013年实现5000万亩水稻种植目标。因此,有效控制稻瘟病的发生,对提高水稻产量,保障粮食生产安全具有重要意义。黑龙江省在粮食生产上提出“打绿色牌,走特色路”的发展战略,因此在水稻稻瘟病的防控上,我们提倡应以绿色防控为主。绿色防控是以促进农作物安全生产、减少化学农药使用量为目标,采取生态控制、生物防治、物理防治等环境友好型措施来控制有害生物的行为,是发展现代农业、建设“资源节约、环境友好”两型农业,促进农业生产安全、农产品质量安全、农业生态安全和农业贸易安全的有效途径[1]。了解稻瘟病的发病规律及流行条件是进行绿色防控的基础。 1稻瘟病发病条件 1.1菌源 菌源是发病的基础,稻瘟病菌以菌丝体和分生孢子附着在病稻草和病稻谷上越冬,病稻草和病稻谷是翌年病害初次侵染的主要病菌来源[2]。在干燥条件下,分生孢子可存活半年至一年,菌丝在病组织中可成活一年以上。第二年产生分生孢子借风雨传播到稻株上,遇适宜的温、湿度很快萌发,直接穿透表皮侵入。条件合适时,病菌从侵入到产生病斑只需4天时间。病斑会产生大量分生孢子,形成新的侵染源,借风雨等进行重复侵染,一次重复侵染大约需要5天-10天[3]。因此菌源量越大,病害越易流行。 1.2品种 水稻品种间抗病性差异明显,一般籼稻强于粳稻,杂交稻强于常规稻,耐肥力强的品种抗病性也强。而同一品种的不同生育期抗病性也不同,秧苗4叶期、分蘖盛期和抽穗初期最易感病。另外,同一器官或组织在组织幼嫩期易感病。 1.3气候 气候条件与稻瘟病发生的轻重有密切关系,温度、湿度、降雨、雾露、光照等对稻瘟病菌的繁殖和稻株的抗病性都有很大影响。当气温在24—28℃,相对湿度在90%以上,稻株体表有6小时-10小时水膜时,最易发病。如孕穗末期到抽穗时期多雨、寡照、湿度大,夜间最低气温降到18℃以下,并持续5天-7天,穗颈瘟极易发生。 2稻瘟病流行因素 2.1菌源充足 由于春季或秋季整地耕层较浅,或不整地,且每年都有该病发生,使得田间菌源大量累积,为下一年稻瘟病的发生提供了大量的菌源。加之,近年来农村青壮年劳动力大量向非农产业转移,从事农业生产的农民老龄化、妇女化、低文化现象日趋严重,田间管理粗放,稻草处理不及时或随处堆放,增大了稻瘟病病源基数。

水稻广谱抗稻瘟病基因研究进展

生命科学 Chinese Bulletin of Life Sciences 第19卷 第2期2007年4月 Vol. 19, No. 2Apr., 2007 收稿日期:2006-11-27;修回日期:2007-01-18 基金项目:国家重点基础发展研究计划(2006CB101904);国家自然科学基金(30571063, 30470990);湖南省杰出青年基金(06J J 10006);湖南省教育厅青年项目(05B 028);湖南农业大学“芙蓉学者”奖励计划;湖南农业大学人才基金(03WD04) 作者简介:吴 俊(1984-),男,硕士研究生;刘雄伦(1968-),男,博士,副研究员,硕士生导师,*通讯作者,E-mail: xionglun@https://www.doczj.com/doc/5111426208.html, ;王国梁(1961-),男,博士,教授,博士生导师,*通讯作者,E-mail: wang620@https://www.doczj.com/doc/5111426208.html, 文章编号 :1004-0374(2007)02-0233-06 水稻广谱抗稻瘟病基因研究进展 吴 俊1,2,刘雄伦1,2*,戴良英2,3,王国梁1,2,4* (1 湖南农业大学农学院,长沙 410128;2 湖南农业大学水稻基因组学实验室,长沙 410128; 3 湖南农业大学生物安全科技学院,长沙 410128; 4 美国俄亥俄州立大学植物病理学系,哥伦布 俄亥俄 43210) 摘 要: 稻瘟病是水稻生产中的最严重病害之一,由于稻瘟菌小种的高度变异性,垂直抗性基因难以持 续控制稻瘟病的危害,因此,克隆和利用广谱持久抗瘟基因被认为是解决稻瘟病问题最经济有效的策略。本文从广谱抗源的筛选与利用,广谱抗瘟基因的定位、克隆与应用等方面对水稻广谱抗稻瘟病基因研究取得的进展进行了概述,并介绍了广谱抗性分子机理的最新研究进展。基于国内外稻瘟病抗性基因研究的现状及趋势,以及我国丰富的抗瘟水稻种质资源,克隆越来越多的广谱抗瘟基因具有重要的理论与应用价值。 关键词: 水稻;稻瘟病菌;广谱抗性基因;分子机制中图分类号:S511; S435.111.41; Q943.2 文献标识码:A Advances on the identification and characterization of broad-spectrum blast resistance genes in rice WU Jun 1,2, LIU Xionglun 1,2*, DAI Liangying 2,3, WANG Guoliang 1,2,4* (1 College of Agronomy, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China; 2 Rice Genomics Lab of Hunan Agricul-tural University, Changsha 410128, China; 3 College of Bio-Safety Science and Technology, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China; 4 Department of Plant Pathology, Ohio State University, Columbus Ohio 43210, USA) Abstract: Rice blast, caused by the fungus Magnaporthe grisea , is one of the most devastating diseases in rice production. Because of high strain diversity, the resistance of most rice cultivars is relatively short. Therefore,identification and utilization of broad-spectrum resistance genes in rice breeding has been considered as the most effective and economical strategy to control this disease. By far, about forty blast resistance genes have been identified, but only eight of them confer broad-spectrum resistance, and were mapped or cloned successfully.Pi9, Pi2 and Piz-t were cloned using a map-based cloning strategy or PCR-based homology cloning method. All of them encode highly homologous NBS-LRR proteins and are a member of a multi-gene family. The cloned genes provide valuable insights into the molecular basis of the broad-spectrum resistance and the evolutionary mechanisms of different blast resistance gene clusters in rice. Because of the rich rice genetic resources of blast resistance in China, identification and utilization of the broad-spectrum blast resistance genes will play an important role in stable rice production in the future. Keywords: rice; Magnaporthe grisea ; broad-spectrum resistance gene; molecular mechanism

硫酸链霉素溶液-实验试剂

硫酸链霉素干粉/溶液 _______________________________ __ 硫酸链霉素溶液 产品特点: 华越洋硫酸链霉素溶液为50mg/ml的硫酸链霉素溶液,可以加到细菌液体或者固体培养基中培养含抗性基因的细菌。1943年美国S.A瓦克斯曼从链霉菌中析离得到,是继青霉素后第二个生产并用于临床的抗生素。它的抗结核杆菌的特效做,开创了结核病治疗的新纪元。 作用原理: 高浓度的链霉素主要与细菌核糖体30S亚单位的S12结合,阻止甲硫氨酸-tRNA 与核糖体30S单位结合,从而抑制蛋白质合成的启动。低浓度时,链霉素导致mRNA 的错度。 抗性机制: 抗性基因str特异性表达一种蛋白酶,可修饰链霉素,抑制其与核糖体结合。 运输及储存: 低温运输,4℃避光保存,有效期6个月。 硫酸链霉素干粉 特点:

硫酸链霉素(streptomycin)是一种氨基葡萄糖抗生素,分子式为 (C 21H 39 N 7 O 12 ) 2 ·(H 2 SO 4 ) 3 ,白色至浅灰色或浅米色粉末。微有胺样气味。有吸湿性, 不溶于氯仿和丙酮。有毒。 适用于各种大小的质粒(<14kb);高保真PCR酶和 Dpnl酶同时升级;节约反应时间2/3,仅需半天;包含超级高效应感受态细胞,物超所值;精确、高效的突变,决无意外突变。 分子结构: 运输及储存: 常温运输,4℃避光保存,有效期一年。 硫酸链霉素简介: 硫酸链霉素为一种氨基糖苷类抗生素。链霉素对结核分枝杆菌有强大抗菌作用,其最低抑菌浓度一般为0.5mg/ml。非结核分枝杆菌对本品大多耐药。链霉素对许多革兰阴性杆菌如大肠埃希菌、克雷伯菌属、变形杆菌属、肠杆菌属、沙门菌属、志贺菌属、布鲁菌属、巴斯德杆菌属等也具抗菌作用;脑膜炎奈瑟菌和淋病奈瑟菌亦对本品敏感。链霉素对葡萄球菌属及其他革兰阳性球菌的作用

水稻稻瘟病防治的方法

水稻稻瘟病防治的方法 一、症状表现 稻瘟病是水稻的一种重要病害,在秧苗期至抽穗灌浆期均可发病,主要危害叶片和穗颈。叶瘟的典型症状是叶片上出现棱形、内灰白外黄色、中间有褐色坏死的病斑或圆形水渍状灰绿色病斑。发生穗颈瘟时,穗颈上先出现灰黑色病斑,后全穗变成白色。粒瘟发病早的谷粒颖壳变成灰白色,形成秕谷,发病晚的谷粒产生褐色、椭圆形或不规则形病斑。严重时可使米粒变黑。 二、防治方法 对稻瘟病应防重于治,提倡综合防治技术。首先要选种抗病、高产水稻品种。其次,要合理施肥和灌水,注意氮、磷、钾肥配合施用,有机肥和化肥配合施用。灌水掌握干干湿湿,促进根系生长。生长中期防病应注意环境因素,如果早晨有雾,阴天多云,空气湿度大,下雨后突遇高温、高湿、强光照等条件时,应及时打药,预防稻瘟病发生。田间施药重点应放在预防危害性较严重的穗颈瘟。在水稻孕穗末期或破口初期(抽穗5%)喷施第一次药,齐穗期喷施第二次药,每亩喷药液60~70公斤。常用药剂(选用其中一种)及每亩用量为:75%的三环唑250克,70%的甲基托布津100克,稻瘟肽150克,40%的稻瘟净150~200克,40%的异稻瘟净125~150克。不同药剂要交替施用。 三、稻瘟病防治4要点 稻瘟病是水稻的重要病害,在广东每年都有不同程度发生。病害流行年份一般使水稻减产10%—20%,严重的减产40%—50%,甚至使稻株整片枯死,颗粒无收。 稻瘟病在水稻的整个生育期都可发生。尤以苗期、分蘖盛期和抽穗初期最易发病。三叶期前发病,秧苗茎基呈灰黑色,叶鞘及叶片呈淡红褐色,无明显病斑,立枯而死,称为苗瘟。主要由种子带菌引起。三叶期后发病危害叶片、节、穗和籽粒,分别称叶瘟,节瘟、穗瘟和粒瘟。稻瘟病是水稻的最主要病害之一,叶瘟与穗瘟均可造成水稻产量和品质下降。在病害严重发生年份,可使稻株整片枯死。颗粒无收。稻瘟病的防治主要以栽培措施结合药剂防治来进行: (1)选用抗病丰产良种 因地制宜地选用适合当地的抗病品种如粤香占、绿黄占、Ⅱ优128等,注意要经试种鉴定后方可大面积推广,并做好合理搭配和轮换,避免单元一品种在同一个地区连年大面积早晚造种植。 (2)消灭越冬菌源 将重病田的稻草作燃料、或饲料,避免常有病菌的稻草散布于室外。对种子进行消毒处理。 (3)注重栽培管理,加强肥水管理 做到施足基肥,早施追肥,注意氮、磷、钾配合施用,适当追施含硅酸肥料如草木灰、矿渣肥等,防止过多、过迟施用氮素化肥,以免造成贪青晚熟,诱发和加

单链探针反向杂交试验技术检测结核分支杆菌链霉素耐药基因

单链探针反向杂交试验技术检测结核分支杆菌链霉素耐药基因 发表时间:2009-06-09T10:06:02.343Z 来源:《中外健康文摘》2009年4月第10期供稿作者:祝纪华1 刘渠2 徐亚军2 刘衡川3 [导读] 链霉素作为结核病的一线用药被广泛应用,近年来,国内外耐链霉素病例也在逐渐增高。 (1四川省夹江县疾病预防控制中心 614100 ;2广东省深圳市龙岗区疾病预防控制中心 518172) (3四川大学华西公共卫生学院医学检验教研室四川成都 610041) 【中图分类号】R915 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5085(2009)10-0005-02 【摘要】用PCR-LiPA可简便、快速、灵敏、特异地检测出一部分结核分支杆菌链霉素耐药株的rpsl、rrs基因突变,可用于临床结核分支杆菌链霉素耐药性的辅助诊断手段。 【关键词】结核分支杆菌链霉素耐药 PCR-LiPA rpsL基因 rrs基因 【Abstract】 PCR-LiPA might become a rapid, simple, sensitive and specific method to detect rpsl、rrs genes mutations in part of streptomycin-resistant M. tuberculosis. It could be used for clinical detection of drug-resistance as an assistant test. 【Key words】 Mycobacterium tuberculosis Streptomycin Drug-resistance PCR-LiPA rpoB katG rpsl rrs embB gene. 链霉素作为结核病的一线用药被广泛应用,近年来,国内外耐链霉素病例也在逐渐增高。 单链探针反向杂交试验(LiPA)技术基于探针杂交原理,设计合成一系列探针,覆盖整个待检基因的突变高发区,在严格条件下与带生物素标记的PCR产物杂交,检测杂交信号,根据不同杂交带谱判定出有无突变及突变的大致位置。本研究用此方法同时检测结核分支杆菌链霉素(SM)耐药相关基因,探讨单链探针反向杂交技术检测结核分支杆菌链霉素耐药性的应用价值。 1 材料与方法 1.1临床菌株 结核分支杆菌临床分离株50株。2005年至2006年从深圳市四个区级慢性病防治院采集的痰标本中分离,以改良罗氏培养基纯培养,并进行药敏试验分析其耐药特性。 1.2 参考菌株 结核分支杆菌标准株H37Rv(93020)、牛型分支杆菌(93006)、偶发分支杆菌(93323)、蟾分支杆菌(93325)、草分支杆菌(93318)、龟分支杆菌(93326)来源于中国医学细菌保藏中心。 1.3 方法 1.3.1引物的设计与合成 根据rpsl、rrs基因序列及待检测的突变位点设计引物。上游引物5’端标记生物素,赛百胜公司合成。 表1 PCR-LiPA检测MTB链霉素耐药基因引物 编号名称序列5’到3’ 片断长度 Tm值 GC% 1上 rrs上游 CACTGGGACTGAGATACGGC 20 58.0℃ 60.0% 1下 rrs下游 GACAACGCTCGCACCCTA 18 61.4℃ 61.1% 2上 rpsl上游 GTCGGGACAAGATCAGTAAGGT 22 58.1℃ 50.0% 2下 rpsl下游 CTGCGTATCCAGCGAACC 18 56.6℃ 51.1% 1.3.2探针的设计与合成 rpsl基因选择3个最常见的突变:43位AAG→AGG,88 位AAG→AGG、ACG。rrs基因选择3个最常见的突变:513位A→C、T,516位 C→T。据此设计探针:rpsl-S1(43 位野生型)、rpsl-R1a(43AAG→AGG)、rpsl-S2(88位野生型)、rpsl-R2a(88位

水稻稻瘟病的防治方法

水稻稻瘟病的防治方法 稻瘟病又称稻热病,俗称火烧瘟、吊颈瘟。水稻三大重要病害之一,可引起大幅度减产,严重时减产40%~50%,甚至颗粒无收。世界各稻区均匀发生。本病在全国各地均有发生,其中以叶部、节部发生为多,发生后可造成不同程度减产,尤其穗颈瘟或节瘟发生早而重,可造成白穗以致绝产。 一、症状识别 整个生育期均可发生,根据被害部位不同,可形成苗瘟、叶瘟、节瘟、穗颈瘟和谷粒瘟等病害。 1.苗瘟主要发生于幼苗期叶片上,形成褐色、梭形或不定形病斑,有时可在病斑上形成灰绿色霉层。 2.叶瘟一般于分蘖期以后发生,由于品种和气象条件不同,叶瘟有四种症状,除褐点型(抗病品种上产生)、白点型(感病品种嫩叶上产生)外,在田间常见的有急性型与慢性型病斑。 ①急性型病斑:在气象有利时产生,病斑为褪绿色,近圆形、椭圆形或不规则形,病斑背面密生灰绿色霉层。

②慢性型病斑:在气象条件变化大时产生,或由急性型病斑转化的,病斑多为梭形、纺锤形,一般为褐色,中央为灰白色,最外层为黄色或淡黄色晕环,病斑两端各有一条褐色坏死线。在气候潮湿时,病斑背面也产生灰绿色霉层。后期可多斑融合成不规则形大斑,使全叶枯死。 3.节瘟多发生于剑叶下第1~2个节上,初为黑褐色小点,逐渐扩大,病斑可环绕节的一部分或全部,使节部变黑色,后期病节干缩,凹陷,使稻株折断而倒伏,影响结实、灌浆,以至形成白穗。 4.穗颈瘟发生于颈部、穗轴、枝梗上,病斑初为暗褐色小点,以后上下扩展形成黑褐色条斑,轻者影响结实、灌桨以至秕粒增多,重者可形成白穗,全不结实。 5.谷粒瘟发生于颖壳或护颖上,初为褐色小点,后扩大成褐色不规则形病斑,有时使整个谷粒变为褐色、暗灰色而成为秕谷。 二、病原鉴定 稻瘟病系由半知菌亚门、丝孢目、梨形孢属Pyricularia oryzae Cav.(灰梨孢菌)真菌引起。病斑上生灰绿色霉层,即病菌的分生孢子梗和分生孢子,分生孢子梗不分枝,但有隔膜,基部淡褐色,越往

水稻稻瘟病发生原因和防治策略.

水稻稻瘟病发生原因和防治策略 前言 水稻(Oryza sativa L.是世界上最重要的粮食作物之一,在全球粮食生产和消费中占有极其重要的地位。前任国际水稻研究所Lampe博士在为1993年首届国际稻瘟病大会议论文集作序时指出,1990—2025年间世界对稻谷需求将以每年1.7%的速度递增。在我国水稻的种植面积占到了耕地总面积的26%,产量占粮食总产量的43%。水稻也是四川省农业生产的主要粮食作物,其产量常年占全年粮食产量的45%-50%,保证其稳产、增产对稳定全省粮食安全有着重要的意义。稻瘟病(Magnaporthe grisea,又名稻热病,也有不少地方称之为火烧瘟、刻颈瘟和黑节病等。稻瘟病是水稻重要病害之一,是一种世界性稻作病害。全球每年因稻瘟病造成的水稻产量损失达11%~30%,由于它分布广泛、破坏性强和高致病性所以是水稻生产上最重要的病害之一,同纹枯病、白叶枯病被列为水稻三大病害,每年都造成水稻严重减产。近年来,随着水田面积的扩大,稻瘟病对水稻的危害愈加严重,流行年份一般减产10%-20%,严重的减产达40%一50%,局部田块颗粒无收。在我国发生严重,年发生面积均在380万hm2以上,所造成的稻符损失达数亿公斤,给粮食安全带来隐患。在我国,稻瘟病的分布范围很广,南白海南岛,北到黑龙江,西起新疆、西藏,东至台湾,凡有水稻栽培的地方都有发生。稻瘟病危害也十分严重,自20世纪90年代以来,我国年发病面积都在380万hm2以上,每年损失产量达数亿kg。而近年来,稻瘟病在四川1省水稻各主产区均呈现中等或偏重发生的态势,较为严重的制约了水稻产量的提高。自推广杂交稻以来,历史上共出现两个发病高峰,一个是l984-1985年,一个在1993-1994年,特别是1985年和1993年,由于主推品种汕优2号和汕优63的抗性丧失,稻瘟病大流行,发生面积分别达到1094和738万亩,实际损失更是达到惊人的4.1亿公斤和2.5亿公斤。1995年以后,随着水稻品种实施“调系改组、集团当家”的布局策略,此期间尽管主栽品种抗性逐年下降,但稻瘟病发病面积及损失均保持在一个相对较轻的水平。从2003年开始,随着品种抗性的迅速下降,加之一些高感品种的逐年推广种植,稻瘟病发生逐年严重,发生面积由300万亩以下迅速上升到500万 亩,2003年发生面积532万亩,实际损失5780万公斤,2004年发生面积502万亩,实际

植物病原菌抗药性遗传研究综述

植物病原菌抗药性遗传研究综述 09生物技术 0902021022 吴云 摘要:植物病原菌的抗药性可以由染色体基因或胞质遗传基因的突变产生,因此,可以将植物病原菌的抗药性分为核基因(nuclear gene)控制的抗药性和胞质基因(cytoplasmic gene)控制的抗药性。对于核基因控制的抗药性,又可以分为主效基因(major-gene)抗药性和聚基因(polygenic)抗药性。 关键字:病原菌、抗药性、基因 1、胞质基因控制的抗药性(Cytop lasm ic gene control of r e si stance) 目前已知许多细菌的抗药基因主要存在于质粒DNA分子中,过去仅发现酵母对三烷基锡(trialkyltin)类药剂(干扰病菌的氧化磷酸化过程)的抗药性是由线粒体DNA分子控制的。许多药剂尽管是干扰真菌的线粒体活性,但真菌对这些药剂的抗性也是由核基因控制的。近年来研究发现病原菌对作用于菌体细胞色素bc1复合物的Q o Is类药剂的抗药性也是由线粒体基因控制的。 1.1铜制剂(copper) 铜制剂在很早以前就被用来防治细菌病害。尽管在室内可以获得染色体基因发生突变的细菌对铜制剂的抗药突变体,但田间抗性菌株主要是质粒DNA分子突变引起的,主要包括两种类型的质粒,其中一类是只在辣椒疮痂病菌中发现的pXcv型质粒;另一类包括在于番茄细菌性斑点病菌(P seudomonas syringae pv. tomato)中带有cop操纵子的质粒及一些存在于Pseudomonas spp.和X. compestris pv.vesicatoria中带有抗性相关基因的质粒。 尽管铜制剂也被广泛用于防治马铃薯晚疫病(Phytophthora infestans)和葡萄霜霉病(Plasmopara uiticola)等真菌病害,但没有因抗性问题导致田间防治失效的报道。 1.2 链霉素(streptomycin)抗性 早在1962年,Stall等就报道了在美国Florida 的辣椒疮痂病菌对链霉素的田间抗药性。Burr 等研究发现,从苹果树上分离到的所有抗链霉素的苹果疱斑病菌(P. syringae pv. papulans)菌株中都有一个敏感菌株中所没有的103kb的pCPP501质粒。在辣椒疮痂病菌中,链霉素抗性基因主要存在于一些大小不等的质粒中,也可能还有一些别的抗性相关基因。 链霉素除对细菌病害有效外,还对一些由卵菌引起的病害有效。Shaw等通过室内诱导获得了恶疫霉(P. cactorum)对链霉素的抗药突变体,其中一个突变体需要链霉素才能生长,抗性及对链霉素的依赖性在无性和有性繁殖过程中能稳定遗传,但这是由染色体因子还是胞质遗传因子控制的还不清楚。Chang 等对寄生疫霉(P. parasitica)的研究表明,链霉素抗性是由胞质遗传因子决定的,属母性遗传。 1.3 QoIs类药剂(Qo r e sp iration inh ib itor s)

水稻稻瘟病

水稻稻瘟病 稻瘟病又称稻热病、火烧瘟、叩头瘟。分布在全国各稻区,主要为害叶片、茎秆、穗部。因为害时期、部位不同分为苗瘟、叶瘟、节瘟、穗颈瘟、谷粒瘟。苗瘟发生于三叶前,由种子带菌所致。病苗基部灰黑,上部变褐,卷缩而死,湿度较大时病部产生大量灰黑色霉层,即病原菌分生孢子梗和分生孢子。稻瘟病是水稻的重要病害之一,与水稻纹枯病、水稻稻曲病、水稻病毒病并称水稻四大病害,该病分布广泛,全世界约有80余个国家和地区发生此病,我国南北稻区也均有发生。病害流行地区,一般减产10%~20%,严重时可达40%~50%,特别重的田块甚至颗粒无收。 症状:叶瘟:在整个生育期都能发生。分蘖至拔节期为害较重。由于气候条件和品种抗病性不同,病斑分为四种类型。慢性型病斑:开始在叶上产生暗绿色小斑,渐扩大为梭菜斑,常有延伸的褐色坏死线。病斑中央灰白色,边缘褐色,外有淡黄色晕圈,叶背有灰色霉层,病斑较多时连片形成不规则大斑,这种病斑发展较慢。急性型病斑:在感病品种上形成暗绿色近圆形或椭圆形病斑,叶片两面都产生褐色霉层,条件不适应发病时转变为慢性型病斑。白点型病斑:感病的嫩叶发病后,产生白色近圆形小斑,不产生孢子,气候条件利其扩展时,可转为急性型病斑。褐点型病斑:多在高抗品种或老叶上,产生针尖大小的褐点只产生于叶脉间,较少产孢,该病在叶舌、叶耳、叶枕等部位也可发病。节温:常在抽穗后发生,初在稻节上产生褐色小点,后渐绕节扩展,使病部变黑,易折断。发生早的形成枯白穗。仅在一侧发生的造成茎秆弯曲。穗颈瘟:初形成褐色小点,放展后使穗颈部变褐,也造成枯白穗。发病晚的造成秕谷。枝梗或穗轴受害造成小穗不实。谷粒瘟:产生褐色椭圆形或不规则斑,可使稻谷变黑。有的颖壳无症状,护颖受害变褐,使种子带菌。

选修三,基因工程--高考题含答案

2014年 专题1 基因工程 (天津卷)4.为达到相应目的,必须 ..通过分子检测的是 A.携带链霉素抗性基因受体菌的筛选 B.产生抗人白细胞介素-8抗体的杂交瘤细胞的筛选 C.转基因抗虫棉植株抗虫效果的鉴定 D.21三体综合征的诊断 【答案】B 【解析】可通过将受体菌接种在含链霉素的培养基中筛选携带链霉素抗性基因的受体菌,A错误;抗人白细胞介素的杂交瘤细胞应通过抗原-抗体杂交技术筛选产生,B正确;在棉花田中人工放入害虫可检验转基因抗虫棉的抗虫效果,C错误;可利用显微镜检测21三体综合征,D错误。 (卷)25利用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如图14所示,下列叙述正确的是() A、过程①需使用逆转录酶 B、过程②需使用解旋酶和PCR获取目的基因 C、过程③使用的感受态细胞可用NaCl溶液制备 D、过程④可利用DNA分子杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞【答案】AD 【解析】过程①是以RNA为模板合成DNA的过程,即逆转录过程,需要逆转录酶的催化,故A 正确;过程②表示利用PCR扩增目的基因,在PCR过程中,不需要解旋酶,是通过控制温度来达到解旋的目的,故B错;利用氯化钙处理大肠杆菌,使之成为感受态细胞,故C错;检测目的基因是否成功导入受体细胞的染色体DNA 中,可以采用DNA分子杂交技术,故D正确 (课标Ⅱ卷)40.[生物——选修3:现代生物科技专题](15分) 植物甲具有极强的耐旱性,其耐旱性与某个基因有关。若从该植物中获得该耐旱基因,并将其转移到耐旱性低的植物乙中,有可能提高后者的耐旱性。 回答下列问题: (1)理论上,基因组文库含有生物的基因;而cDNA文库中含有生物的基因。 (2)若要从植物甲中获得耐旱基因,可首先建立该植物的基因组文库,再从中出所需的耐旱基因。 (3)将耐旱基因导入农杆菌,并通过农杆菌转化法将其导入植物的体细胞中,经过一系列的过程得到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达,应检测此再生植株中该基因的,如果检测结果呈阳性,再在田间试验中检测植株的是否得到提高。 (4)假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交,子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为3∶1时,则可推测该耐旱基因整合到了(填“同源染色体的一条上”或“同源染色体的两条上”)。 【答案】(1)全部部分(2)筛选(3)乙表达产物耐旱性(4)同源染色体的一条上 【解析】(1)基因文库包括基因组文库和cDNA文库,基因组文库包含生物基因组的所全部基因,cDNA文库是以mRNA 反转录后构建的,只含有已经表达的基因(并不是所有基因都会表达),即部分基因。 (2)从基因文库中获取目的基因需要进行筛选。 (3)要提高植物乙的耐旱性,需要要利用农杆菌转化法将耐旱基因导入植物乙的体细胞中。要检测目的基因(耐旱基因)是否表达应该用抗原抗体杂交检测目的基因(耐旱基因)的表达产物(即耐旱的相关蛋白质);个体水平检测可以通过田间实验,观察检测其耐旱性情况。 (4)如果耐旱基因整合到同源染色体的两条上,则子代将全部表现耐旱,不会出现性状分离。[或“如果耐旱基因整合到同源染色体的一条上,则转基因植株的基因型可以用A_表示(A表示 耐旱基因,_表示另一条染色体上没有相应的基因),A_自交后代基因型为 AA∶A_∶_ _=1∶2∶1,所以耐旱∶不耐旱=3∶1,与题意相符 (天津卷)8.(12分)嗜热土壤芽胞杆菌产生的β-葡萄糖苷酶(BglB)是一种 耐热纤维素酶,为使其在工业生产中更好地应用,开展了以下试验: Ⅰ.利用大肠杆菌表达BglB酶

重金属协同选择环境细菌抗生素抗性及其机制研究进展

重金属协同选择环境细菌抗生素抗性及其机制研究进展 抗生素的长期滥用,引起环境细菌耐药性不断增强,加速了抗生素抗性基因在环境中的传播扩散。在重金属污染的环境中,细菌不仅具备重金属抗性,并且具备多种抗生素抗性,抗生素抗性基因的污染水平也随之升高。本文在介绍重金属与抗生素抗性最新研究进展的基础上,阐述了环境细菌的抗生素抗性、重金属抗性及其相关抗性机制,并着重论述重金属和抗生素协同选择环境细菌耐药性及其机制。 摘要: 抗生素的长期滥用,引起环境细菌耐药性不断增强,加速了抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes, ARGs)在环境中的传播扩散。在重金属污染的环境中,细菌不仅具备重金属抗性,并且具备多种抗生素抗性,抗生素抗性基因的污染水平也随之升高。在介绍重金属与抗生素抗性最新研究进展的基础上,阐述了环境细菌的抗生素抗性、重金属抗性及其相关抗性机制,并着重论述重金属和抗生素协同选择环境细菌耐药性及其机制。 关键词:抗生素抗性;重金属抗性;协同选择抗性;协同选择抗性机制近年来,由于抗生素的滥用引起细菌耐药问题越来越受到关注。在抗生素长期作用下抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)在环境中以及细菌中被不断筛选和富集,从而表现为耐药性整体水平升高,进而导致抗生素类药物的治疗效力大大降低,迫使抗生素不断升级换代。通常抗生素在环境中的含量极低(通常在10^-9~10^-6数量级),远低于最低抑菌浓度(MIC),在低浓度抗生素长期选择压力作用下,细菌逐渐产生耐药性且携带的抗性基因持久存在,并在各种环境介质中传播扩散。尤其是最近出现的“超级细菌”被赋予了能够抵抗几乎所有抗生素的能力,其抗性根源在于该细菌携带的NDM-1(New Delhi metallo-β-lactamase-1)抗性基因,该基因自首次发现以来已经在全球迅速蔓延。据此,抗生素抗性基因作为一个新的全球性污染问题已经引起广泛关注,世界卫生组织(WHO)已将“细菌耐药问题”作为21世纪威胁人类健康最大的挑战之一,并将在全球范围内对抗性基因的控制做出战略部署。 1 环境中抗生素抗性与重金属抗性的研究进展 目前人们认为抗生素的滥用是引起环境细菌耐药性增加的主要因素,Luo等对我国海河流域表层水和沉积物中抗生素抗性基因的定量研究发现,两种磺胺类抗生素抗性基因sul1和sul2的相对丰度与磺胺类抗生素的含量存在显著的正相关性。沈群辉等的研究也获得了类似的发现,黄浦江流域江水中sul3和tetW以及底泥中的sul2丰度与对应的磺胺类抗生素含量显著正相关,江水中sulA与水中的氯霉素、四环素的含量显著相关。这些研究表明,环境中的残留抗生素作为抗生素抗性基因富集的环境选择压力促进了环境中抗性基因水平升高。然而近期研究发现,在临床和自然环境中,抗生素使用量的减少有时并不能有效控制抗生素抗性在环境中的传播和扩散。Enne等研究结果表明,尽管临床上磺胺类抗生素的使用量已经减少了97%,但是大肠杆菌的磺胺抗性丰度却依然保持不变,对于这种现象,有研究认为磺胺抗性基因与其他的抗性基因连锁在同一个可移动的遗传元件上。Dantas等从土壤中提取了480种链霉菌菌株,发现平均每种菌株对7~8种抗生素有耐药性,且其耐药对象还包括新开发出来的抗生素。细菌抗性基因对全新抗生素也具有耐药性,说明抗生素的存在并不是抗性基因发展的唯一影响因子。因此,环境中其他因素同样可能影响抗性基因的浓度水平及其传播扩散。 在自然环境中,某些重金属离子作为细菌生长所必需的微量元素(如Zn、Cu、Mn、Mg、Ca、K等),当处于痕量水平时可促进微生物生长,并且能通过各种生理代谢机制维持体内所需金属离子的动态平衡;然而,当上述金属离子超过一定浓度时,就会阻碍细菌生长,降低多样性,甚至杀死菌体。与抗生素相比较,重金属化学性质较稳定,在环境中不易降解,其作为典型的环境污染物,在我国水/土环境介质中具有较高的背景值,已引起广泛关注。细菌可以通过相应机制对重金属毒性产生耐受或抗性。目前,一些金属如Zn、Cu等微量元素作

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