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分枝列当寄生甜瓜时吸器形成过程中内源激素的动态变化

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植物保护 2024年第1期50卷 40-47,96页

作者：田芳张学坤姚兆群董雪曹小蕾赵思峰新疆绿洲农业病虫害治理与植保资源利用自治区高校重点实验室石河子大学农学院石河子832003

本研究采用石蜡切片和显微观察分析分枝列当寄生甜瓜时的吸器形成过程,利用液相色谱-质谱联用(LC-MS)检测吸器形成过程中24种植物内源激素变化。结果表明:分枝列当种子在接种甜瓜根部第3天开始萌发,接种第7天分枝列当吸器顶端稳固地附... 详细信息

本研究采用石蜡切片和显微观察分析分枝列当寄生甜瓜时的吸器形成过程,利用液相色谱-质谱联用(LC-MS)检测吸器形成过程中24种植物内源激素变化。结果表明:分枝列当种子在接种甜瓜根部第3天开始萌发,接种第7天分枝列当吸器顶端稳固地附着在寄主根部,吸器侵入甜瓜根皮层,并在甜瓜根皮层细胞内扩展,扩展过程中形成大量的爪状结构,接种第11天时分枝列当吸器细胞与寄主根维管束连接。共有17种植物激素参与了吸器形成过程,其中生长素类吲哚-3-甲醛含量在列当吸器形成过程中降低了83.36%,细胞分裂素类反式玉米素核苷的含量在增长了5.02倍;油菜素内酯含量增长了481.95倍,推测这3类植物激素在分枝列当吸器形成过程中可能起到重要的调控作用。

关键词：分枝列当甜瓜吸器内源激素

生根粉对沙氏鹿茸草幼苗生长和吸器形成的影响研究

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中药材 2022年第1期45卷 13-20页

作者：张慧郭巧生朱再标陈兰兰黄志刚南京农业大学中药材研究所江苏南京210095 惠州市九惠制药股份有限公司广东惠州516007

目的:探究生根粉对沙氏鹿茸草幼苗生长和吸器形成的影响,为沙氏鹿茸草规范化生产提供依据。方法:设置4组生根粉浓度(CK:0 mg/L;T1:10 mg/L;T2:15 mg/L;T3:20 mg/L),对播种30 d后的沙氏鹿茸草幼苗进行处理,统计沙氏鹿茸草根长、苗高、侧... 详细信息

目的:探究生根粉对沙氏鹿茸草幼苗生长和吸器形成的影响,为沙氏鹿茸草规范化生产提供依据。方法:设置4组生根粉浓度(CK:0 mg/L;T1:10 mg/L;T2:15 mg/L;T3:20 mg/L),对播种30 d后的沙氏鹿茸草幼苗进行处理,统计沙氏鹿茸草根长、苗高、侧根数、鲜重、吸器数、叶片几何形状、叶绿体色素含量、抗氧化酶活性以及生长素相关基因表达量。结果:生根粉对沙氏鹿茸草幼苗生长和吸器形成呈现低浓度促进、高浓度抑制的效应,T2处理根长、侧根数、苗高、叶片数和叶片大小显著高于CK和T3处理(P吸器数量与POD活性呈极显著正相关;ARF19和IAA14表达量上调,LAX3表达量仅在T2时上调。结论:施加适宜浓度生根粉促进沙氏鹿茸草幼苗生长和提高沙氏鹿茸草吸器形成率,可能与其提高沙氏鹿茸草叶绿素含量,并上调POD活性及根系生长素相关基因表达量有关。

关键词：沙氏鹿茸草生长素 POD 吸器生长素响应因子ARF

寄主植物根浸提液对肉苁蓉种子萌发及吸器形成的影响

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应用生态学报 2020年第7期31卷 2264-2270页

作者：何秀丽李代晴冯茹乔海莉刘赛徐荣徐常青陈君中国医学科学院北京协和医学院药用植物研究所北京100193

利用滤纸培养皿法研究藜科植物梭梭和甜菜根水浸提和乙醇浸提两种浸提液对肉苁蓉种子萌发和吸器形成的影响。结果表明:水和乙醇浸提的根浸提液对肉苁蓉种子萌发和吸器形成无明显作用;两种根醇浸提液添加10 mg·kg^-1赤霉素(GA3)处理的... 详细信息

利用滤纸培养皿法研究藜科植物梭梭和甜菜根水浸提和乙醇浸提两种浸提液对肉苁蓉种子萌发和吸器形成的影响。结果表明:水和乙醇浸提的根浸提液对肉苁蓉种子萌发和吸器形成无明显作用;两种根醇浸提液添加10 mg·kg^-1赤霉素(GA3)处理的肉苁蓉种子萌发率均提高了10倍以上,但与只加赤霉素处理组(GA3对照)无显著差异。在根浸提液中添加1 mg·kg^-1氟啶酮(FL)处理的肉苁蓉种子萌发率与FL对照组无显著差异,其中甜菜根水浸提液处理组肉苁蓉种子萌发率最高,达39.4%。与根浸提液中添加赤霉素处理仅能使萌发率提高不同,寄主根浸提液中添加FL后,萌发肉苁蓉种子芽管上均有吸器形成,梭梭根醇浸提处理的吸器形成率最高,达16.2%。梭梭根醇浸提液中同时添加GA3和FL,肉苁蓉种子萌发率可提高到52.3%,但吸器形成率与浸提液中添加FL处理无差异;FL对照仅有6.7%的萌发肉苁蓉种子形成吸器,显著低于梭梭根醇浸提液添加FL处理组。不同处理的肉苁蓉种子吸器形成位置和形态有差异,添加寄主根浸提液处理的吸器大多出现在芽管顶端,多个乳头状凸起成爪状;未添加寄主根浸提液的FL对照组吸器出现位置大多在芽管底部或顶端出现分叉。研究证明,乙醇浸提和水浸提两种方式都能从寄主根中提取出促进肉苁蓉种子吸器形成的物质但对促进种子萌发作用不明显;GA3和FL可显著提高肉苁蓉种子的萌发率,但萌发肉苁蓉种子吸器的形成受寄主根浸提液中某些物质的影响。

关键词：梭梭根浸提液萌发率吸器

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植物专性寄生菌吸器功能研究现状

微生物学报 2016年第8期56卷 1222-1233页

作者：范学锋张河山杨文香河北农业大学植物病理学系河北省农作物病虫害生物防治工程技术研究中心国家北方山区农业工程技术研究中心河北保定071001

吸器是专性寄生真菌和卵菌的菌丝产生的一种短小分支变态结构,由吸器体、吸器外间质和吸器外质膜3部分组成。吸器不仅仅是吸收和转运寄主植物的营养物质的功能,它在病原菌生物合成、抑制寄主的防御反应等方面也具有不同程度的作用。对... 详细信息

吸器是专性寄生真菌和卵菌的菌丝产生的一种短小分支变态结构,由吸器体、吸器外间质和吸器外质膜3部分组成。吸器不仅仅是吸收和转运寄主植物的营养物质的功能,它在病原菌生物合成、抑制寄主的防御反应等方面也具有不同程度的作用。对吸器的深入了解将有助于更好地认识、控制专性寄生菌。本文综述了吸器关于营养吸收与致病性方面的功能,讨论了有待解决的问题及今后的研究趋势。

关键词：专性寄生菌吸器吸器结构营养吸收效应因子

分枝列当吸器形成过程显微观察及影响其形成相关基因的筛选分析

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分枝列当吸器形成过程显微观察及影响其形成相关基因的筛选分析

作者：田芳石河子大学

学位级别：硕士

目的:分枝列当是一种根部寄生植物,以特化的器官—吸器侵入寄主根部截取寄主的营养物质和水分。明确分枝列当吸器形成过程,探究吸器形成机理和筛选影响吸器形成的相关基因,可为后期建立高效防控分枝列当体系提供理论依据。方法:采用石... 详细信息

目的:分枝列当是一种根部寄生植物,以特化的器官—吸器侵入寄主根部截取寄主的营养物质和水分。明确分枝列当吸器形成过程,探究吸器形成机理和筛选影响吸器形成的相关基因,可为后期建立高效防控分枝列当体系提供理论依据。方法:采用石蜡切片和显微观察分析分枝列当吸器形成过程,明确分枝列当吸器形成过程形态及细胞学特征,利用液质联用法(LC-MS)检测参与调控分枝列当吸器形成不同阶段的内源植物激素,通过转录组测序技术筛选分析影响分枝列当吸器形成涉及代谢通路及相关基因,在无寄主条件下建立分枝列当再生体系,诱导分枝列当愈伤组织形成吸器寄生寄主甜瓜。结果:1列当种子接种甜瓜根部第3d时,列当种子开始萌发;接种第5 d时,分枝列当芽管顶端膨大形成初始吸器(S0时期);接种第7 d时,吸器顶端稳固地附着在寄主根部(S1时期),第9 d时基部开始膨大(S2时期),接种第11 d,寄生部位形成瘤节(S3时期)。石蜡切片观察结果显示:分枝列当接种第8d时吸器细胞侵入甜瓜皮层,并在甜瓜根皮层细胞扩展过程中形成大量的爪状结构(S2);接种第11 d时,吸器侵入细胞与寄主维管束连接(S3时期),形成完整的寄生体系。2分枝列当吸器形成过程有17种植物激素参与调控,其中生长素类激素、细胞分裂素类、油菜素内脂类含量变化显著,例如:生长素类激素吲哚-3-甲醛在分枝列当形成初始吸器(S0时期)发育至吸器细胞与维管束连接(S3时期)含量下降6.12倍;细胞分裂素类反式玉米素核苷的含量增长6.02倍;油菜素内酯的含量增长了481.95倍,推测这三类植物激素在分枝列当吸器形成过程中发挥着关键调控作用。3转录组分析获得71258个差异表达基因,部分差异基因富集到到内源植物激素生物合成生物过程,其中较多基因注释到生长素、细胞分裂素、油菜素内酯生物合成通路,生长素合成相关基因在分枝列当吸器形成各个阶段具有不同基因的表达,而油菜素内脂相关基因集中在分枝列当吸器S0时期、S1时期、S2时期上调表达,细胞分裂素合成相关基因在分枝列当吸器S3时期上调表达,推测在分枝列当吸器形成过程中,生长素、油菜素内脂和细胞分裂素合成相关基因起重要的调控作用。4分枝列当愈伤组织诱导最佳培养基为:B5培养基不添加植物激素和在B5培养基辅加8 mg/L GA+1mg/L IAA均可高效诱导形成愈伤组织,诱导率分别为:88.89%和86.11%。不定芽诱导最佳培养基:B5+8 mg/L GA+1 mg/L IAA+1 mg/L6-BA,诱导率达58.21%,其次在B5培养基中不添加任何植物激素诱导2周的愈伤组织可以寄生甜瓜根部且吸器细胞与寄主维管束连接,建立寄生关系。结论:在根室条件下,分枝列当在接种寄主甜瓜根部后第11天时与甜瓜根维管束连接,在吸器发育过程中,生长素类激素、细胞分裂素类、油菜素内酯含量变化显著;吸器发育过程中差异基因显著富集到玉米素生物合成和植物激素信号转导通路,部分基因与生长素、细胞分裂素、油菜素内脂生物合成相关,推测这三种植物激素及其合成相关代谢基因在吸器形成过程发挥关键的调控作用;以分枝列当种子为外植体在B5培养基中辅加植物激素可高效稳定分枝列当诱导愈伤组织以及不定芽;且诱导的列当愈伤组织具有寄生性。

关键词：分枝列当组织培养吸器转录组植物激素

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根寄生植物吸器发育及其调控的研究进展

中国细胞生物学学报 2021年第6期43卷 1307-1314页

作者：李元汐白雨韩雪莹张媛媛董海洋乌云苏都陈贵林牧草与特色作物生物学教育部重点实验室内蒙古自治区中蒙药材规范化生产工程技术研究中心内蒙古大学生命科学学院呼和浩特010020

很多根寄生植物是重要的杂草,严重影响农业生产。吸器是寄生植物与寄主连接的特异性器官,是寄生植物与寄主间信号和物质交流的"桥梁",而吸器诱导因子在诱导吸器发育过程中扮演着重要角色。该文针对寄生植物吸器的发育过程,吸器诱导因子... 详细信息

很多根寄生植物是重要的杂草,严重影响农业生产。吸器是寄生植物与寄主连接的特异性器官,是寄生植物与寄主间信号和物质交流的"桥梁",而吸器诱导因子在诱导吸器发育过程中扮演着重要角色。该文针对寄生植物吸器的发育过程,吸器诱导因子的种类、信号转导和基因调控,寄生植物如何避免寄主的防御这三方面的进展进行了综述,以期为进一步揭示寄生植物识别寄主的信号物质的分子机制提供参考。

关键词：根寄生植物吸器化学识别吸器诱导因子

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檀香吸器维管组织的个体发育

热带亚热带植物学报 2017年第1期25卷 13-19页

作者：杨兴玉刘焕芳魏守兴覃新导陈石马国华中国热带农业科学院广州实验站广州510140 广东省农业科学院果树研究所广州510640 中国科学院华南植物园广州510650

为了解檀香吸器维管组织的发育过程,采用激光共聚焦显微镜、光学显微镜和透射电镜观察檀香吸器维管组织的个体发育。结果表明,檀香维管组织的分化分为两个时期:入侵前和入侵后。吸器维管组织发育始于盘状吸器时期,起源于吸器基部具有分... 详细信息

为了解檀香吸器维管组织的发育过程,采用激光共聚焦显微镜、光学显微镜和透射电镜观察檀香吸器维管组织的个体发育。结果表明,檀香维管组织的分化分为两个时期:入侵前和入侵后。吸器维管组织发育始于盘状吸器时期,起源于吸器基部具有分生能力的细胞,后分为两束。侵入前无向顶的分化,处于吸器基部。侵入后随吸管深入寄主根与寄主根维管束连通,形成具有吸收功能的维管组织。成熟吸器维管组织呈倒烧瓶结构,仅处于吸器烧瓶核心两边,由木质部组成而无韧皮部。檀香的吸器维管组织发育有两个因素诱导,一个是遗传因素,另一个为寄主。这些为檀香半寄生性特性研究提供了形态解剖学基础。

关键词：檀香吸器维管组织导管分子

山田胶锈菌吸器转录组分析与候选效应蛋白预测

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山田胶锈菌吸器转录组分析与候选效应蛋白预测

作者：刘霞北京林业大学

学位级别：硕士

山田胶锈菌Gymnosporangium yamadae是一种缺夏型转主寄生菌,侵染苹果属(Malus Mill.)和圆柏(Juniperus chinensis L.)植物,所致病害在我国各地发生普遍,导致苹果减产,也降低了海棠和圆柏的景观和生态价值。锈菌作为活体寄生病原菌,主... 详细信息

山田胶锈菌Gymnosporangium yamadae是一种缺夏型转主寄生菌,侵染苹果属(Malus Mill.)和圆柏(Juniperus chinensis L.)植物,所致病害在我国各地发生普遍,导致苹果减产,也降低了海棠和圆柏的景观和生态价值。锈菌作为活体寄生病原菌,主要通过产生吸器结构与植物细胞建立寄生关系,从植物细胞获取其生长发育所必需的营养物质,同时通过分泌效应蛋白作用于植物细胞膜,或将其转运到植物细胞内部来调控寄主的免疫反应。因此G.yamadae的吸器转录组分析与候选效应蛋白预测,对于探究山田胶锈菌—苹果互作的分子机制和寻找更为有效的抗病育种方法具有重要意义。本研究对分离提取的G.yamadae吸器结构通过转录组测序和生物信息学分析,注释相关基因功能,并预测候选效应蛋白。主要结果如下:1.接种试验表明,G.yamadae接种于苹果叶片8 d后叶表呈现大量褪绿花斑,10d左右花斑处产生橘黄色点状“蜜露”(性孢子和受精丝)。使用透射电子显微镜对G.yamadae侵染10 d后的苹果叶片超微结构观察结果表明,感病细胞间富含胞间菌丝、吸器母细胞和吸器结构。胞间菌丝可以形成吸器母细胞侵入植物细胞形成吸器,也可以直接侵入形成吸器。吸器呈菌丝状、肾形或其它不规则形状,未见细长的吸器颈部,仅在末端稍有缢缩。成熟的吸器内部细胞器种类丰富,但吸器母细胞内部较空,可能将细胞质转移到吸器结构内。2.利用锈菌吸器特异性结合伴刀豆蛋白Concanavalin A(Con A)的特性,使用Con A-sepharose 4b亲和层析柱,对接种G.yamadae后不同发病时期的苹果叶片中的吸器结构进行分离提取。得出接种8 d后产生大量褪绿花斑时为吸器提取的最佳时间,得到的吸器富集物中吸器与叶绿体的比例接近1:1。光学显微镜下的吸器富集物和透射电子显微镜下性孢子器时期苹果叶片中的吸器形态结构相同,均为菌丝状、肾形或其它不规则形状,无细长的吸器颈部。3.通过Trizol法从G.yamadae吸器富集物中提取得到符合测序质量要求的总RNA,使用Illumina Hi Seq 2000平台进行转录组测序,Trinity软件组装得到390313个unigenes,基因平均长度为617 bp,可能有大量小分子量蛋白在吸器阶段表达。包括188136个吸器表达基因,17429个蛋白序列,且大量的基因被注释到信号转导、翻译、碳和氨基酸代谢通路。其中有12588个蛋白序列与NCBI Nr数据库的真菌序列不具有同源性,可能为G.yamadae在吸器阶段特异表达序列。4.生物信息学预测得到1356个分泌蛋白序列,其中有313个序列为富含半胱氨酸的小分子分泌蛋白,44.32%(601个)序列为G.yamadae吸器特异表达分泌蛋白。从分泌蛋白序列中选取符合本研究筛选特征的富含半胱氨酸的小分子分泌蛋白214个,以G.yamadae冬孢子DNA为模板进行PCR扩增,结合条带大小筛选得到74个候选效应蛋白序列,其中有38个序列为G.yamadae特有的吸器候选效应蛋白。

关键词：山田胶锈菌吸器转录组测序候选效应蛋白

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百蕊草的吸器诱导及发育信号物质的分离鉴定

中国中药杂志 2014年第23期39卷 4544-4547页

作者：刘波张晓明郭巧生王长林陈璐宋玲珊安开龙南京农业大学中药材研究所江苏南京210095

利用GC-MS检测鉴定百蕊草优势寄主植物夏枯草根系分泌物,并对2,6-二甲氧基-对苯醌(DMBQ)对百蕊草吸器诱导作用进行了初步研究。通过分析鉴定得到了9类53种化合物,其中大多数为烃类化合物、酯类化合物和有机酸类化合物,而酚酸类、醛类和... 详细信息

利用GC-MS检测鉴定百蕊草优势寄主植物夏枯草根系分泌物,并对2,6-二甲氧基-对苯醌(DMBQ)对百蕊草吸器诱导作用进行了初步研究。通过分析鉴定得到了9类53种化合物,其中大多数为烃类化合物、酯类化合物和有机酸类化合物,而酚酸类、醛类和醌类化合物种类则较少,分别只检测出1种。其中2,5-二叔丁基-1,4-苯醌具有1,4-对苯醌核心结构,可能对夏枯草与百蕊草寄生关系的建立具有重要意义。DMBQ能够诱导百蕊草根系产生吸器,并且1μmol·L-1DMBQ对百蕊草吸器的诱导能力最强。

关键词：百蕊草吸器气质联用信号物质