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中国植物病理学会2023年学术年会

作者：李田丽艾干窦道龙南京农业大学植物保护学院

Clade A PP2Cs,植物蛋白磷酸酶,是ABA信号转导的核心组分之一,在植物抗逆和抗病中起关键作用。其功能发挥依赖磷酸酶活性,通过去磷酸化底物蛋白从而调控植物ABA信号通路和抗性信号转导途径。调控磷酸酶活性的广谱抑制子鲜有报道。本研... 详细信息

Clade A PP2Cs,植物蛋白磷酸酶,是ABA信号转导的核心组分之一,在植物抗逆和抗病中起关键作用。其功能发挥依赖磷酸酶活性,通过去磷酸化底物蛋白从而调控植物ABA信号通路和抗性信号转导途径。调控磷酸酶活性的广谱抑制子鲜有报道。本研究前期发现植物蛋白FL7是Clade A PP2Cs的新型抑制子,通过抑制其中HAI1的磷酸酶活性进而正调控植物免疫。进一步研究发现FL7与其他该家族的其他成员也可以互作,并且广泛抑制其磷酸酶活性。突变体fl7对ABA的敏感性降低,对盐胁迫的抵抗减弱,将FL7回补之后表型恢复,表明FL7正调控ABA信号通路以及植物抗盐性。FL7对Clade A PP2Cs的酶活性抑制不依赖ABA,通过酶活动力学检测发现其抑制磷酸酶的生化机制与PYL有所不同。本研究鉴定到一个新的Clade A PP2Cs的广谱抑制子,为植物抗病、抗逆信号转导和机制提供新见解。

关键词： Clade A PP2Cs ABA信号通路 FL7 抗逆抗病

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在本氏烟中瞬时表达效应因子PsCRN127基因提高其对寄生疫霉的抗性

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南京农业大学学报 2015年第6期38卷 930-935页

作者：张美祥安玉艳刘廷利茹艳艳李文号窦道龙南京农业大学植物保护学院江苏南京210095 南京农业大学园艺学院江苏南京210095

[目的]本研究对一个具有植物细胞死亡抑制活性的大豆疫霉效应因子Ps CRN127进行功能分析,为认识疫霉菌的致病机制和利用效应因子来提高植物抗病性提供参考。[方法]利用农杆菌介导的瞬时表达技术,分析Ps CRN127的细胞死亡调控活性;利用... 详细信息

[目的]本研究对一个具有植物细胞死亡抑制活性的大豆疫霉效应因子Ps CRN127进行功能分析,为认识疫霉菌的致病机制和利用效应因子来提高植物抗病性提供参考。[方法]利用农杆菌介导的瞬时表达技术,分析Ps CRN127的细胞死亡调控活性;利用寄生疫霉游动孢子接种本氏烟离体叶片评估Ps CRN127对植物防卫反应的影响;利用实时定量RT-PCR检测本氏烟中激素抗病信号途径标记基因的表达;利用DAB染色检测本氏烟接种叶片中过氧化氢的积累;利用与GFP融合的方法观察Ps CRN127的亚细胞定位。[结果]在本氏烟中表达Ps CRN127可以抑制由INF1、Psoj NIP、Ps CRN63、Bax和Avh241诱导的植物细胞死亡,并且可以提高其对寄生疫霉的抗性;Ps CRN127可能通过提高激素抗性信号途径相关基因的表达和过氧化氢的积累来提高植物抗病性;Ps CRN127定位于植物的细胞质和细胞核中。[结论]大豆疫霉可能通过分泌具有广泛细胞死亡抑制活性的CRN效应因子Ps CRN27来调控植物的细胞死亡和防卫反应;可以直接应用这些疫霉菌效应因子提高植物的抗病性。

关键词：效应因子皱缩坏死蛋白植物细胞死亡防卫反应抗病性

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外来入侵生物大豆疫霉CRN基因家族功能分析与机制探讨(英文)

外来入侵生物大豆疫霉CRN基因家族功能分析与机制探讨(英文)

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第三届全国生物入侵大会

作者：窦道龙王源超郑小波

Phytophthora sojae encodes hundreds of putative host cytoplasmic effectors with conserved FLAK motifs following signal peptides,termed crinkling and necrosis inducing proteins(CRN) or *** functions and mechanisms in pathogenesis are mostly ***,we identify a group of five ***-specific CRN-like with high levels of sequence similarity,of which three are putative *** analysis shows that the two functional genes encode proteins with

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近年来中国马铃薯晚疫病的时空演变特征及防控情况分析

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植物保护学报 2021年第4期48卷 703-711页

作者：李洁闫硕张芳李小波任彬元胡同乐国立耘窦道龙王晓丹中国农业大学植物保护学院北京100193 全国农业技术推广服务中心北京100125 广东省农业科学院作物研究所广州510640 河北农业大学植物保护学院保定071001 南京农业大学植物保护学院南京210095

为系统全面地了解马铃薯晚疫病在我国的发生演变特征及防控情况,基于2008—2017年国家统计局官方数据、《中国农业统计资料》《全国植保专业统计资料》及全国马铃薯品种分布等数据,对全国及各马铃薯产区晚疫病的发生及防治情况进行综合... 详细信息

为系统全面地了解马铃薯晚疫病在我国的发生演变特征及防控情况,基于2008—2017年国家统计局官方数据、《中国农业统计资料》《全国植保专业统计资料》及全国马铃薯品种分布等数据,对全国及各马铃薯产区晚疫病的发生及防治情况进行综合量化分析。结果表明:马铃薯晚疫病在我国连年发生,年平均发生面积约197.47万hm^(2),占马铃薯总种植面积的40.66%;晚疫病造成马铃薯年平均产量损失占所有病害所致产量损失的63.54%,远高于其他病害,损失巨大;在我国马铃薯4大产区中,马铃薯晚疫病在北方一作区的年平均发生面积最大,约73.44万hm^(2),而在西南混作区造成的年平均产量损失最高,约14.29万t;晚疫病发生与马铃薯种植区域的重心在空间上呈现相似的迁移趋势;以费乌瑞它为代表的高感晚疫病品种在全国大面积种植,但近年来部分抗病品种的种植面积正在逐年增加;近年来我国对马铃薯晚疫病的防治面积大幅度提升,但仍太过依赖化学防治,应加大绿色防控技术的推广和应用力度。

关键词：马铃薯晚疫病马铃薯产区时空演变特征发生防控

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转NDR1基因烟草对赤星病和晚疫病的抗性增强

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中国农业科学 2003年第10期36卷 1120-1124页

作者：窦道龙王冰山朱生伟唐益雄王志兴孙敬三李仁敬张振南中国农业科学院生物技术研究所中国科学院植物研究所乌鲁木齐 830016 北京 100081 北京 100093 新疆中国彩棉股份有限公司新疆中国彩棉股份有限公司北京 100093 中国农业科学院生物技术研究所

NDR1(nonrace-specific disease resistance)基因在植物系统获得性抗性的信号传导途径中起着重要的作用,过量表达该基因的拟南芥对不同病原菌的抗性都有提高。利用PCR技术首次克隆了拟南芥Wassilewskija生态型的NDR1基因,与Columbia生... 详细信息

NDR1(nonrace-specific disease resistance)基因在植物系统获得性抗性的信号传导途径中起着重要的作用,过量表达该基因的拟南芥对不同病原菌的抗性都有提高。利用PCR技术首次克隆了拟南芥Wassilewskija生态型的NDR1基因,与Columbia生态型相比,该基因共有7处碱基不同,引起编码氨基酸变化4处。构建了植物高效表达载体,利用农杆菌介导法转化烟草,经PCR和Southern鉴定,外源基因已整合到植物基因组中。随机挑选10个转基因株系进行抗病性分析,其中3个株系对赤星病和晚疫病的抗性明显增强。

关键词：烟草 NDRI基因广谱抗病基因工程赤星病晚疫病

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大豆疫霉无毒基因Avr1b毒性功能研究

大豆疫霉无毒基因Avr1b毒性功能研究

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第24届全国大豆科研生产研讨会

作者：闫强郭娜崔晓霞许娜邢邯窦道龙农业部国家大豆改良中心作物遗传与种质创新国家重点实验室南京农业大学农学院南京农业大学植物保护学院

由大豆疫霉(Phytophthora sojae)引起的大豆根/茎腐病是威胁全世界大豆产业的毁灭性病害之一。疫霉菌分泌大量的效应因子干扰寄主的防卫反应;Avr1b作为大豆疫霉中第一个被克隆的无毒基因,能够在烟草、大豆和酵母体内能够抑制由BAX引发... 详细信息

由大豆疫霉(Phytophthora sojae)引起的大豆根/茎腐病是威胁全世界大豆产业的毁灭性病害之一。疫霉菌分泌大量的效应因子干扰寄主的防卫反应;Avr1b作为大豆疫霉中第一个被克隆的无毒基因,能够在烟草、大豆和酵母体内能够抑制由BAX引发的细胞死亡。但其对大豆防卫反应干扰机制及对寄主全基因组水平上基因表达的影响尚无研究。为了明确.Avr1b在寄主大豆体内的毒性功能及作用机制,本研究利用农杆菌介导的发状根转化技术异源表达Avr1b,结果表明过表达.Avr1b使根组织的感病性增强,增加疫霉在寄主体内的积累量;在疫霉侵染寄主组织的晚期,过表达Avr1b发状根组织细胞死亡程度加重;此外,过表达Avr1b强烈地抑制大豆与疫霉互作触发的寄主胼胝质沉积和HO积累过程。通过对过表达.Avr1b和对照根组织进行DGE测序分析,总共发现了355个显著差异基因,其中143个显著上调,212个显著下调基因。通过对变化倍数|logRatio|≥5的差异表达基因进行功能注释,其中有16个在其它物种中具有功能注释,其同源基因编码蛋白主要涉及:转录因子蛋白、过氧化物酶、磷酸化酶、焦磷酸化酶等。进一步对这18个候选基因进行Pathway途径分析,得到4个具有Pathway注释的候选基因,分别注释到苯丙氨酸代谢途径(ko00360)和核糖体途径(ko03010)。其中2个编码过氧化物酶(Gma#S53087018,Gma#S39318532),1个编码单胺氧化酶(Gma#S19075998),另外一个编码60s核糖体蛋白(Gma#S23062251)。推测Avr1b主要干扰了转基因组织中活性氧信号通路。本研究的结果表明,Avr1b能够抑制寄主的防卫反应,并且能够通过干扰大豆基因转录水平调控寄主的信号转导途径。本研究为Avr1b干扰大豆全基因组水平转录提供了整体概念,并能够帮助我们理解Avr1b对寄主植物防卫反应干扰的分子机制;为认识Avr1b的毒性功能及其作用机制奠定了基础。

关键词：大豆大豆疫霉菌发状根转化无毒基因表达谱测序

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大豆疫霉菌无毒基因Avr3c、Avr5的克隆

大豆疫霉菌无毒基因Avr3c、Avr5的克隆

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中国植物病理学会2009年学术年会

作者：董莎萌于丹赵伟窦道龙郑小波王源超南京农业大学植物病理系

＜正＞对大豆疫霉无毒基因Avr1b,Avr1a和Avr3a的研究表明疫霉菌的无毒基因可能具有共同的特征:含有信号肽和RXLR保守的氨基酸功能域,大多座落在基因组的连续复制大片段上,同时大豆

关键词：大豆疫霉菌无毒基因克隆技术序列分析

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大豆疫霉氮素营养吸收在其致病过程中的功能研究

大豆疫霉氮素营养吸收在其致病过程中的功能研究

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中国植物病理学会2016年学术年会

作者：王荣波张雄沈丹宇许静刘虹于佳窦道龙南京农业大学植物保护学院

在植物与病原微生物的互作过程中,微生物要建立成功的寄生关系,不但要克服寄主的防御反应,还要能有效的从寄主体内吸取自身所需要的营养物质,其中,氮素营养是其从寄主摄取的主要养分之一。通过生物信息学分析,在大豆疫霉中分别鉴定了8... 详细信息

在植物与病原微生物的互作过程中,微生物要建立成功的寄生关系,不但要克服寄主的防御反应,还要能有效的从寄主体内吸取自身所需要的营养物质,其中,氮素营养是其从寄主摄取的主要养分之一。通过生物信息学分析,在大豆疫霉中分别鉴定了8个铵盐转运子、16个硝酸盐/肽转运子和78个氨基酸转运子,并且与其他所检测物种进行比较分析,发现这些转运子的数目都是显著多于其他卵菌和真菌,表明转运子基因在大豆疫霉中经历了显著地扩张。其中,Rh型铵盐转运子在卵菌中是保守且特异的,与此相反的是,寡肽转运子在植物和真菌中普遍存在但是在卵菌中没有鉴定到其同源基因,这表明卵菌对氮素的吸收与植物和真菌存在差异。通过分析大豆疫霉在含有不同氮源的合成培养基上生长状态,发现大豆疫霉可以在以不同氮素形式为单一氮源的培养基上生长,并且不同氮素对其生长的影响是有差异的,例如,半胱氨酸显著抑制了其生长,而硝酸盐、甲硫氨酸、谷氨酸、天冬酰胺等则有利于其生长,说明大豆疫霉可以利用不同形式的氮源,但是,对不同氮源的利用存在一定的偏好性。大豆疫霉的转录组数据显示大部分氮素转运子基因在其侵染过程中是上调表达的,并且在RT-PCR中得到了验证,表明氮素转运子在大豆疫霉侵染过程中发挥一定的功能。进一步研究发现大豆疫霉侵染的叶片中游离氨基酸的含量是增加的,其中谷氨酸最为显著。基于基因的特异性和受寄主诱导表达的特性,选择铵盐转运子PsRhs和氨基酸转运子PsCAT3通过PEG介导的沉默进一步研究其在致病中的功能,结果发现分别沉默这两个基因后大豆疫霉的致病力明显下降。这些结果表明,大豆疫霉可以利用广泛的氮源,并且在侵染过程中可能会通过干扰寄主的代谢来增加侵染组织中氨基酸的含量,同时氮素转运子在其致病中可能扮演着重要的角色。

关键词：大豆疫霉铵盐转运子氨基酸转运子氮素利用致病性

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新型纳米载体递送免疫诱抗剂和植物源杀菌剂提升马铃薯晚疫病防控的研究

新型纳米载体递送免疫诱抗剂和植物源杀菌剂提升马铃薯晚疫病防控...

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2021年第二十三届中国马铃薯大会

作者：郑康凯李洁沈杰窦道龙尹梅贞闫硕王晓丹中国农业大学植物保护学院北京化工大学材料科学与工程学院

晚疫病是由卵菌致病疫霉菌(Phytophthora infestans)引起的一种马铃薯流行性病害,可造成马铃薯茎叶、块茎腐烂,常年发生,造成大面积减产,被列为中国一类农作物病虫害。生产中防控该病害需要施用大量化学杀菌剂,导致抗药性、环境污染等... 详细信息

晚疫病是由卵菌致病疫霉菌(Phytophthora infestans)引起的一种马铃薯流行性病害,可造成马铃薯茎叶、块茎腐烂,常年发生,造成大面积减产,被列为中国一类农作物病虫害。生产中防控该病害需要施用大量化学杀菌剂,导致抗药性、环境污染等问题突出。因此,马铃薯晚疫病防控仍然面临着防病任务重和农药投入减量的双重压力,但市场上的农药产品同质化严重、结构不合理,主要的减量措施以高效低毒的农药产品为主。近年来,植物免疫诱抗剂和植物源杀菌剂作为环境友好型生物药剂在该病防控中具有一定优势,但其水溶性差、递送效率低,严重制约着其进一步发展和应用。因此迫切需求研发新技术来拓展植物免疫诱抗剂和植物源杀菌剂的性能并提升其效率,推动农药减量化和全程免疫调控绿色杀菌剂的创新与应用。本研究合成了一种结构相对简单、低成本、环保的纳米级星状聚合阳离子(Star Polycation, SPc),通过分子间作用力或包埋方式负载药物活性成分形成稳定复合体,大幅减小其粒径至纳米级。研究表明,该纳米载体SPc可通过氢键和范德华力与植物免疫激发子(Elicitor)壳聚糖(Chitosan)复合,将壳聚糖粒径由144.61 nm降至17.40 nm;通过静电作用与植物源杀菌剂丁子香酚(Eugenol)组装,改善丁子香酚的理化性能,从而提升其在水溶液中的分散性和稳定性。另一方面,壳聚糖作为重要的植物免疫诱抗剂可通过调节植物自身的免疫、代谢系统来增强植物对晚疫病菌的抗性,然而壳聚糖水溶性差,不利于植株的吸收和转运,因此其作为激发子的生物活性和吸收性是限制其大规模田间应用的关键因素。本研究发现SPc通过纳米递送系统激活植物细胞的介导胞吞胞吐作用,使其在细胞膜表面重新分布,参与细胞各种吸收途径,提升壳聚糖的吸收与扩散,进一步增强马铃薯与壳聚糖接触的比表面积及其对壳聚糖的内吸能力,进而放大了壳聚糖介导的植物诱抗免疫反应相关基因和通路的上调与激活,提高了壳聚糖对马铃薯的诱抗能力,从而使马铃薯更好地抵抗晚疫病菌的侵染。与壳聚糖类似,丁子香酚与SPc组装后,经SPc递送的丁子香酚对马铃薯晚疫病菌的毒力也有所提高。田间和室内药效试验也证实该类型纳米农药显著提升了壳聚糖和丁子香酚对马铃薯晚疫病的防效。因此,本研究基于马铃薯晚疫病发病机制,通过合理设计,将纳米级星状聚合阳离子有效递送植物免疫诱抗剂和植物源杀菌剂,显著放大了壳聚糖施用后马铃薯的诱导抗性,提高了丁子香酚的毒力,从而提升了上述药剂对马铃薯晚疫病的防控效果。结合前期纳米杀虫剂的系列研究,揭示了新型功能化纳米载体应用前景广阔。该研究将对推进绿色免疫诱抗剂植保技术发展具有重要意义,同时助力于农药"增效、减量"的国家重大战略需求。

关键词：纳米载体递送生物活性增强纳米化激发子植物源杀菌剂植物防御

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GmSGT1在大豆与疫霉互作过程中的功能研究

GmSGT1在大豆与疫霉互作过程中的功能研究

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第24届全国大豆科研生产研讨会

作者：闫强崔晓霞苏黎明许娜郭娜邢邯窦道龙农业部国家大豆改良中心作物遗传与种质创新国家重点实验室南京农业大学农学院南京农业大学植物保护学院

由大豆疫霉引起的大豆疫霉根/茎腐病是严重危害大豆生产安全的一种病害,利用抗病品种是目前最经济有效的防控方法。SGT1蛋白在许多植物中被证明是抗病反应所必需的。为了明确GmSGT1基因在大豆与疫霉互作过程中的功能,本文研究了GmSGT1... 详细信息

由大豆疫霉引起的大豆疫霉根/茎腐病是严重危害大豆生产安全的一种病害,利用抗病品种是目前最经济有效的防控方法。SGT1蛋白在许多植物中被证明是抗病反应所必需的。为了明确GmSGT1基因在大豆与疫霉互作过程中的功能,本文研究了GmSGT1在大豆对疫霉完全抗性和部分抗性中的功能。首先通过同源比对的方法发现了5个GmSGT1候选基因,并根据进化关系划分为3类。转录分析表明所有基因在4个具有不同抗病水平的大豆品种中均受大豆疫霉侵染诱导上调表达。利用发根农杆菌介导的大豆子叶瞬时沉默技术,证明沉默GmSGT1影响含有Rps1a,Rps1c,Rps1d,Rps1k和Rps8抗病基因位点的大豆抗病性,而在含有Rps2和Rps3a抗病基因位点的品种中其抗病性不受影响。在不含有抗病基因的品种中沉默GmSGT1其抗病性降低,我们进一步证明在发状根和烟草叶片中过表达GmSGT1-1能够增强其对疫霉病原菌的抗性。与对照相比,过表达GmSGT1-1组织接种疫霉后与HO清除和SA信号途径相关基因表达量显著受抑制,而和JA信号通路相关基因上调表达。这些结果表明,GmSGT1是大豆抗大豆疫霉的一个重要组分,同时参与调控大豆对疫霉完全抗性和部分抗性,而且结果表明不同R蛋白调节的信号通路存在分化。

关键词：大豆大豆疫霉菌 SGT1 RNA干扰大豆抗病

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