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Host-Induced Gene Silencing of Effector AGLIP1 Enhanced Resistance of Rice to Rhizoctonia solani AG1-IA

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Rice science 2024年第4期31卷 463-474,I0031-I0034页

作者： ZHAO Mei LIU Xiaoxue WAN Jun ZHOU Erxun shu canwei Pesticide State Key Laboratory of Green Pesticide Guangdong Province Key Laboratory of Microbial Signals and Disease ControlCollege of Plant ProtectionSouth China Agricultural UniversityGuangzhou 510642China College of Life Science and Engineering Henan University of Urban ConstructionPingdingshan 467036China

Rice sheath blight, caused by Rhizoctonia solani AG1-IA, is a major disease in rice-growing areas worldwide. Effectors of phytopathogenic fungi play important roles during the infection process of fungal pathogens onto their host plants. However, the molecular mechanisms by which R. solani effectors regulate rice immunity are not well understood. Through prediction, 78 candidate effector molecules were identified. Using the tobacco rattle virus-host induced gene silencing(TRV-HIGS) system, 45 RNAi constructs of effector genes were infiltrated into Nicotiana benthamiana leaves. The results revealed that eight of these constructs resulted in a significant reduction in necrosis caused by infection with the AG1-IA strain GD-118. Additionally, stable rice transformants carrying the double-stranded RNA construct for one of the effector genes, AGLIP1, were generated to further verify the function of this gene. The suppression of the AGLIP1 gene increased the resistance of both N. benthamiana and rice against GD-118, and also affected the growth rate of GD-118, indicating that AGLIP1 is a key pathogenic factor. Small RNA sequencing showed that the HIGS vectors were processed into si RNAs within the plants and then translocated to the fungi, leading to the silencing of the target genes. As a result, AGLIP1 might be an excellent candidate for HIGS, thereby enhancing crop resistance against the pathogen and contributing to the control of R. solani infection.

关键词： Rhizoctonia solani host-induced gene silencing lipase tobacco rattle virus

水稻纹枯病菌RsPhm基因的克隆及其表达分析

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中国水稻科学 2018年第2期32卷 111-118页

作者：江绍锋王陈骄子舒灿伟周而勋华南农业大学农学院/广东省微生物信号与作物病害防控重点实验室广州510642

【目的】为了阐明苯酚2-单加氧酶基因(Rs Phm)在水稻纹枯病菌(Rhizoctonia solani AG-1ⅠA)黑化中的功能,【方法】采用常规PCR和RT-PCR技术对该基因进行克隆和生物信息学分析,通过荧光定量PCR(q RT-PCR)技术检测在儿茶酚胁迫下该基因的... 详细信息

【目的】为了阐明苯酚2-单加氧酶基因(Rs Phm)在水稻纹枯病菌(Rhizoctonia solani AG-1ⅠA)黑化中的功能,【方法】采用常规PCR和RT-PCR技术对该基因进行克隆和生物信息学分析,通过荧光定量PCR(q RT-PCR)技术检测在儿茶酚胁迫下该基因的相对表达量。【结果】生物信息学分析结果表明,Rs Phm基因的DNA和c DNA全长序列分别为2 628 bp和1 983 bp,编码660个氨基酸。系统进化树分析显示,Rs Phm基因在立枯丝核菌(***)不同融合群中具有较近的亲缘关系,在不同真菌之间在进化上具有一定保守性。通过q RT-PCR技术分析了在不同浓度儿茶酚胁迫下水稻纹枯病菌Rs Phm基因的转录表达情况。外源儿茶酚能提高Rs Phm基因的表达量,在12.5μg/m L浓度下表达量最高,极显著上调35.7倍,在25μg/m L和50μg/m L浓度下表达量分别上调19.1倍和28.4倍,但在100μg/m L浓度下表达量仅上调2.1倍。【结论】获得了Rs Phm基因全长序列,了解了其基本生物学信息,明确了其在儿茶酚胁迫下的表达模式。研究结果为科学、系统地阐明水稻纹枯病菌Rs Phm基因调控黑色素形成机制奠定了理论基础。

关键词：水稻纹枯病菌苯酚2-单加氧酶基因基因克隆表达分析

低毒真菌病毒在植物病害生物防治中的研究及应用进展

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分子植物育种 2018年第2期16卷 552-559页

作者：刘忱皮磊舒灿伟周而勋华南农业大学农学院植物病理学系广东省微生物信号与作物病害防控重点实验室广州510642

真菌病毒是指侵染真菌并能够在其体内进行增殖的病毒的统称。其中,有一部分真菌病毒能够减弱寄主真菌的致病力,这类病毒被称为低毒真菌病毒。由于低毒真菌病毒具有弱毒的特性,因而是一种重要的生防菌资源,在植物真菌病害生物防治中的应... 详细信息

真菌病毒是指侵染真菌并能够在其体内进行增殖的病毒的统称。其中,有一部分真菌病毒能够减弱寄主真菌的致病力,这类病毒被称为低毒真菌病毒。由于低毒真菌病毒具有弱毒的特性,因而是一种重要的生防菌资源,在植物真菌病害生物防治中的应用潜力正日益受到人们的关注。本研究全面综述了低毒真菌病毒在植物病害生物防治中的研究及应用进展,包括低毒真菌病毒的发现、生物防治应用、与寄主真菌的互作以及在应用中存在的问题等方面的研究,最后对其应用前景进行了展望,旨在为低毒真菌病毒的应用研究提供一些借鉴考。

关键词：低毒真菌病毒植物病害生物防治 dsRNA真菌病毒

南繁区稻瘟病菌遗传多样性和群体遗传结构的AFLP分析

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中国水稻科学 2017年第3期31卷 320-326页

作者：朱名海皮磊舒灿伟周而勋华南农业大学农学院广东省微生物信号与作物病害防控重点实验室广州510642

【目的】为了明确南繁区稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)的遗传分化情况,【方法】采用AFLP分子标记技术对南繁核心区(三亚、乐东和保亭)和非核心区(琼中、屯昌和定安)共60个稻瘟病菌菌株的遗传多样性和群体遗传结构进行了比较分析。【结... 详细信息

【目的】为了明确南繁区稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)的遗传分化情况,【方法】采用AFLP分子标记技术对南繁核心区(三亚、乐东和保亭)和非核心区(琼中、屯昌和定安)共60个稻瘟病菌菌株的遗传多样性和群体遗传结构进行了比较分析。【结果】聚类分析表明,几乎所有菌株都聚在同一个谱系里,并且该谱系没有明显的亚群;群体遗传结构分析表明,核心区群体的多态性位点百分率、Shannon信息指数和基因流分别为87.89%、0.2738和4.2897,高于非核心区群体的81.37%、0.2703和3.5892;然而,核心区群体的Nei基因多样性指数和基因分化系数分别为0.1657和0.1044,低于非核心区群体的0.1662和0.1223。【结论】这些结果表明核心区和非核心区菌株都存在丰富的遗传多样性,不同群体间均存在较多的基因交流,但遗传变异均主要来自群体内;相比之下,核心区菌株的遗传多样性和遗传分化程度较高。

关键词：南繁区稻瘟病菌遗传多样性群体遗传结构 AFLP

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丝状真菌遗传转化系统的最新研究进展

基因组学与应用生物学 2019年第3期38卷 1138-1143页

作者：赵美王陈骄子周而勋舒灿伟华南农业大学农学院广东省微生物信号与作物病害防控重点实验室广州510642

随着大量丝状真菌基因组序列的公布,丝状真菌基因功能研究已然成为现今分子生物学的热点领域。真菌的遗传转化是研究基因功能的重要手段,研究者不断优化和开发出新的、高效的遗传转化方法,以满足更多真菌物种研究的需要。本综述总结了... 详细信息

随着大量丝状真菌基因组序列的公布,丝状真菌基因功能研究已然成为现今分子生物学的热点领域。真菌的遗传转化是研究基因功能的重要手段,研究者不断优化和开发出新的、高效的遗传转化方法,以满足更多真菌物种研究的需要。本综述总结了丝状真菌的遗传转化体系的最新研究进展,如遗传转化方法、选择标记的类型和转化系统的应用。

关键词：丝状真菌转化方法选择标记功能基因组

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植物病原真菌效应分子的研究进展

基因组学与应用生物学 2016年第11期35卷 3105-3114页

作者：陈琦光舒灿伟杨媚周而勋华南农业大学农学院广东省微生物信号与作物病害防控重点实验室广州510642

植物病原菌会分泌与寄主植物相互作用的效应分子(蛋白),这些效应分子在病原菌与寄主植物相互作用过程中起着重要作用。针对植物病原真菌效应分子功能及其作用机理的研究将有助于更好地了解植物病原真菌与寄主植物相互作用的分子机制,为... 详细信息

植物病原菌会分泌与寄主植物相互作用的效应分子(蛋白),这些效应分子在病原菌与寄主植物相互作用过程中起着重要作用。针对植物病原真菌效应分子功能及其作用机理的研究将有助于更好地了解植物病原真菌与寄主植物相互作用的分子机制,为植物真菌病害的防治提供新的思路与策略。本文章对植物病原真菌效应分子的研究进展进行了综述,并重点阐述了病原真菌与寄主植物相互作用的理论基础、真菌效应分子的转运及其功能机制等方面的最新发现。最后,对真菌效应分子未来值得重点关注的研究方向进行了探讨。

关键词：病原真菌效应分子无毒基因先天免疫作用机制

香蕉枯萎病菌4个生理小种核糖体DNA内转录间隔区的RFLP分析

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华南农业大学学报 2017年第3期38卷 52-56页

作者：舒灿伟曾蕊杨媚周而勋华南农业大学农学院/广东省微生物信号与作物病害防控重点实验室广东广州510642

【目的】明确香蕉枯萎病菌Fusarium oxysporum *** 4个生理小种的系统发育关系。【方法】利用PCR扩增该病菌4个生理小种的核糖体DNA内转录间隔区(Internal transcribed spacer,ITS),利用AIu I、Hpa II和Taq I 3种限制性内切酶对这些小种... 详细信息

【目的】明确香蕉枯萎病菌Fusarium oxysporum *** 4个生理小种的系统发育关系。【方法】利用PCR扩增该病菌4个生理小种的核糖体DNA内转录间隔区(Internal transcribed spacer,ITS),利用AIu I、Hpa II和Taq I 3种限制性内切酶对这些小种的ITS产物进行RFLP分析。【结果】PCR扩增结果表明:来自4个生理小种的8个菌株均可扩增得到568 bp的ITS单一片段,但这些生理小种间的片段没有明显的多态性;对这些生理小种ITS产物进行RFLP分析发现,不同生理小种之间的差异很小。【结论】PCR-RFLP技术不适用香蕉枯萎病菌生理小种的分析鉴定。

关键词：香蕉枯萎病菌生理小种内部转录间隔区聚合酶链式反应限制性片段长度多态性

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化学物质对水稻纹枯病菌黑色素形成的影响

华南农业大学学报 2020年第4期41卷 49-56页

作者：江绍锋史云静赵美舒灿伟周而勋华南农业大学农学院/广东省微生物信号与作物病害防控重点实验室广东广州510642 桂林医学院基础医学院广西桂林541000

【目的】水稻纹枯病是由立枯丝核菌Rhizoctonia solani AG-1 IA融合群引起的真菌病害,本研究旨在明确外界培养条件与水稻纹枯病菌黑色素形成的关系。【方法】采用菌丝生长速率法和紫外分光光度法,测定化学肥料[500μg/mL K2SO4、NaH2PO4... 详细信息

【目的】水稻纹枯病是由立枯丝核菌Rhizoctonia solani AG-1 IA融合群引起的真菌病害,本研究旨在明确外界培养条件与水稻纹枯病菌黑色素形成的关系。【方法】采用菌丝生长速率法和紫外分光光度法,测定化学肥料[500μg/mL K2SO4、NaH2PO4、CO(NH2)2]、金属离子(5μg/mL CuSO4、FeSO4、ZnSO4)、抗氧化剂(5μg/mL槲皮素、桑色素、抗坏血酸)和对照(300μg/mL莨菪碱、50μg/mL儿茶酚、水)对水稻纹枯病菌菌丝生长速率、菌核数量、菌核鲜质量和干质量以及黑色素含量的影响。【结果】500μg/mL K2SO4、NaH2PO4和CO(NH2)2,5μg/mL CuSO4和ZnSO4,5μg/mL槲皮素、桑色素和抗坏血酸以及50μg/mL儿茶酚溶液对水稻纹枯病菌黑色素的形成均有促进作用。其中,500μg/mL的CO(NH2)2处理下,水稻纹枯病菌产生黑色素最多,为113.2 mg;而300μg/mL的莨菪碱处理下,水稻纹枯病菌产生黑色素最少,为37.4 mg。【结论】水稻纹枯病菌黑色素的产生与菌丝生长速率和菌核发育没有必然的联系,即抑制菌丝生长和菌核发育的化学物质,不一定能够抑制黑色素的形成。本研究结果可为水稻纹枯病防控机理的研究提供依据。

关键词：水稻纹枯病菌菌丝体菌核黑色素化学物质

水稻纹枯病菌RsCat基因的克隆及其表达分析

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华中农业大学学报 2018年第3期37卷 25-31页

作者：江绍锋王陈骄子舒灿伟周而勋华南农业大学农学院/广东省微生物信号与作物病害防控重点实验室广州510642

为阐明水稻纹枯病菌(Rhizoctonia solani AG-1IA)过氧化氢酶基因(RsCat)的功能,采用常规PCR和RT-PCR技术克隆得到RsCat基因。生物信息学分析表明,RsCat基因DNA和cDNA的全长序列分别为1814bp和1 395bp,开放阅读框(ORF)编码464个氨基酸。... 详细信息

为阐明水稻纹枯病菌(Rhizoctonia solani AG-1IA)过氧化氢酶基因(RsCat)的功能,采用常规PCR和RT-PCR技术克隆得到RsCat基因。生物信息学分析表明,RsCat基因DNA和cDNA的全长序列分别为1814bp和1 395bp,开放阅读框(ORF)编码464个氨基酸。保守结构域分析显示,RsCat蛋白具有过氧化氢酶超家族结构域和过氧化氢酶相关免疫反应结构域。系统进化分析显示:水稻纹枯病菌不同融合群的RsCat基因具有较高的序列同源性。荧光定量PCR(qRT-PCR)分析表明:RsCat基因的表达受儿茶酚的诱导,随着儿茶酚质量浓度增大,表达量上调,而随着儿茶酚质量浓度增大,CAT活性降低。说明RsCat基因的转录表达和CAT酶活不存在对应性。推测RsCat基因可能存在转录后或表达产物翻译后修饰。

关键词：水稻纹枯病菌过氧化氢酶儿茶酚 RT-PCR