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Versatile Piriformospora indica and Its Potential Applications in Horticultural Crops

Horticultural Plant Journal 2020年第2期6卷 111-121页

作者： raphael anue mensah Dan Li Fan Liu Na Tian Xueli Sun Xiangyang Hao Zhongxiong Lai Chunzhen Cheng College of Horticulture/Institute of Horticultural Biotechnology Fujian Agriculture and Forestry UniversityFuzhou 350002China Kwame Nkrumah University of Science and Technology Kumasi 00233Ghana

Modern horticultural crop production systems target the exploitation of sustainable techniques for crop improvement while maintaining balance with the environment. Several beneficial microbes have been investigated and have yielded remarkable results. The endophytic fungus, Piriformospora indica, is one microbe group with the potential to offer numerous benefits and opportunities in modern horticultural crop production. This plant growth-promoting mycorrhizal fungus is of particular interest due to its beneficial implications in plant growth and development. The fungus has been experimentally proven to significantly improve water and nutrient/mineral absorption, early flowering, seed production/germination and plant photosynthetic capability, growth rates;especially in nutrient-deprived soils, alter the production of secondary metabolites, and promote adaptation, tolerance and/or resistance to biotic and abiotic stressors. Its unique capability to be axenically cultured makes it feasible for research and application. These attributes in combinations with its broad host range, offer immense potential for this fungus for research in horticultural plant improvement. Thus, this review highlights the potential applications of P. indica in horticultural crops research and production.

关键词： Piriformospora indica root endophyte root colonization stress response plant growth and development

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印度梨形孢对天宝蕉幼苗生长及致病相关类群基因表达的影响

印度梨形孢对天宝蕉幼苗生长及致病相关类群基因表达的影响

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作者： raphael anue mensah 福建农林大学

学位级别：硕士

香蕉是世界上重要的粮食作物。然而,香蕉在全球范围内受到几种病原菌的威胁,其中最严重的病原体之一是引起巴拿马病的古巴专化型尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum ***,Foc)。受胁迫后的生理响应受基因表达的控制。遗憾的是,表现出抗性的... 详细信息

香蕉是世界上重要的粮食作物。然而,香蕉在全球范围内受到几种病原菌的威胁,其中最严重的病原体之一是引起巴拿马病的古巴专化型尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum ***,Foc)。受胁迫后的生理响应受基因表达的控制。遗憾的是,表现出抗性的野生型香蕉却不具有市场需求的性状,使用常规育种手段改良香蕉也往往需要耗费大量时间和高昂的成本。因此,深入了解香蕉受此类胁迫应激反应的遗传调控,对香蕉产业的健康发展大有裨益。本研究利用有益微生物印度梨形孢(Piriformospora indica,***)提出促进植物生长的同时又能有效防控枯萎病的技术方案。在现代园艺研究中,该真菌已被证明具有多种显著生物学“促生增抗”的潜力。本研究鉴定了香蕉病程相关(Pathogenesis-related,PR)基因家族。构建了香蕉PR家族基因的系统发育树,结果显示香蕉中最大的PR基因家族PR 9亚家族,有117名成员。进一步研究***对香蕉组培苗和组培移栽苗生长的影响。依据株高、叶片数和生根数等生长指标评估显示,***对两组生长条件下的香蕉苗均具有促生作用。接种***的组培和盆栽香蕉的平均叶片数、生根数、株高、总鲜重和地下部鲜重均显著高于未接种的处理组。说明***能够促进香蕉的生长发育。***的存在,即使在病原真菌的存在下,其生长也明显增强,***处理后的生长率相对优于未经治疗的此外,多种研究表明真菌可以提高植物抗氧化能力,这对植物防御至关重要。香蕉感染Foc的后期,发现植物的过氧化物酶、过氧化氢酶和超氧化物歧化酶的活性水平相对较高。CK组、接种***的处理组、Foc 1处理组、定殖有***的Foc 1处理组(Foc ***)、Foc TR4处理组以及定殖有***的FocTR4处理组(Foc ***)的SOD活性峰值分别出现在51、171、123、51、171和171 h;POD活性峰值分别在27、51、171、123、171和51 h;CAT活性峰值分别在51、171、3、123、51和3 h。真菌对试验植物抗氧化活性的逐渐影响表明其参与了对Foc病原体感染的拮抗作用。qRT-PCR表达分析发现PR17受激素和Foc影响较大。FocTR4、ABA和MeJA分别在5、48和12 h达到最大值。GA处理在4 h和8 h达到两次峰值,但这两组表达无显著差异。在实验的早期阶段,P。indica和Foc处理的样品的表达水平相对较高,除了PR 5的情况相反。随着暴露时间的延长,P。indica和Foc处理的样品显示各感兴趣基因(PR1,PR2,PR5)的表达水平降低至其在***和Foc处理下的表达低于对照的程度。检测到的表达变化表明,***参与了香蕉病原真菌的早期防御反应本研究说明了菌根真菌印度梨形孢对香蕉生长和枯萎病防控的作用,可为进一步研究香蕉抗逆遗传改良奠定一定基础。

关键词：印度梨形孢病程相关基因生物胁迫抗性基因表达生长和发育

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Analysis of Codon Usage Pattern of Banana Basic Secretory Protease Gene

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Plant Diseases and Pests 2019年第1期10卷 1-4,9页

作者： mensah raphael anue Sun Xueli Cheng Chunzhen Lai Zhongxiong College of Horticulture/Institute of Horticultural Biotechnology Fujian Agriculture and Forestry University

[Objective] The objective of this study was to understand the codon usage bias pattern of banana pathogenesis-related 17 gene, Basic Secretory Protease gene(MaBSP). [Method] Relative codon usage patterns of MaBSP were calculated using the software CodonW version 1.4.2. and the web-based tool(http://***/codon/).[Result] Our findings showed that C-ended and G-ended codons were the most preferential except the TER codon UGA which was coded for by just one codon. The ENc value, relationship between AT bias and GC bias, Random synonymous codon usage(RSCU) and CAI all showed that codon bias usage existed in MaBSP gene.[Conclusion] The codon usage patterns of MaBSP gene is principally influenced by natural selection in the third position. However, other multiple factors also influence this pattern.

关键词： Codon usage Codon bias Natural selection Mutation bias Random synonymous codon usage Pathogenesis-related(PR)gene

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印度梨形孢提高香蕉抗热性的生理生化机制

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应用与环境生物学报 2020年第6期26卷 1466-1472页

作者： BODJRENOU Mahoudjro David 孙雪丽 mensah raphael anue 李丹刘范田娜赖钟雄程春振福建农林大学园艺学院/园艺植物生物工程研究所福州350002

为研究印度梨形孢(Piriformospora Indica)对香蕉抗热性的影响及其生理生化机制,测定和比较了45℃高温处理0 h、3 h、6 h、12 h和24 h的有/无定殖的“天宝蕉”叶片中抗氧化活性物质活性或含量及激素含量变化情况.结果显示:高温处理后有/... 详细信息

为研究印度梨形孢(Piriformospora Indica)对香蕉抗热性的影响及其生理生化机制,测定和比较了45℃高温处理0 h、3 h、6 h、12 h和24 h的有/无定殖的“天宝蕉”叶片中抗氧化活性物质活性或含量及激素含量变化情况.结果显示:高温处理后有/无***定殖的香蕉叶片中H2O2含量呈先升后降的变化趋势,脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)含量呈下降趋势,同时,***定殖的香蕉叶片中H2O2、Pro和MDA含量均高于无定殖对照.高温处理下香蕉叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和苯丙氨酸酶(PAL)活性均逐步升高,且***定殖的香蕉叶片中这些指标均低于无定殖组.***定殖的香蕉多酚氧化酶(PPO)活性在高温处理各时间点变化不显著,而无定殖组PPO活性在高温处理3 h时显著升高.高温处理前后***定殖香蕉叶片中吲哚乙酸(IAA)和赤霉素(GA)含量均低于无定殖组,脱落酸(ABA)含量显著高于无定殖组,茉莉酸(JA)和水杨酸(SA)含量差异不大.上述结果表明***可以通过提高香蕉叶片中H2O2、Pro、MDA和ABA含量以及抑制IAA和GA含量提高香蕉抗热能力.

关键词：印度梨形孢天宝蕉高温胁迫活性氧抗氧化物质植物激素

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