茄科物种全基因组抗病基因鉴定及其进化分析
高代自交系茄子CR_耐低温生理特性及转录组学分析
第46卷第6期2023年11月河北农业大学学报JOURNAL OF HEBEI AGRICULTURAL UNIVERSITYVol.46 No.6Nov.2023高代自交系茄子CR耐低温生理特性及转录组学分析宋 雪,李 冰,张敬敬,高秀瑞,潘秀清,武彦荣(河北省农林科学院 经济作物研究所,河北 石家庄 050051)摘要:低温是影响我国广大茄子产区春茄子生长的主要因素之一,筛选性状优异的耐低温茄子自交系可为培育抗逆品种提供可靠的育种材料。
本研究以高代自交系NCR品种为对照,研究高代自交系茄子CR的耐低温生理特性,并采用高通量测序技术筛选CR和NCR 2个品种在低温胁迫下的差异表达基因。
低温处理1 d后对照品种NCR即出现萎焉,CR品种低温处理6 d后出现萎焉,且冷害指数仅为对照品种的十分之一。
低温处理对CR品种的电解质渗透影响不大,而NCR品种低温处理6 d后电解质渗透增加了72.72%。
低温处理2个品种丙二醛含量都增加,但CR品种增加的水平低于对照NCR品种。
转录组学分析发现80个在高代自交系CR中特异性表达的基因,GO及KEGG分析表明这些基因涉及脱水反应、植物抗氧化系统、染色体或染色质复制和重塑、蛋白泛素降解和信号转导途径,说明高代自交系CR的耐低温特性与基因的特异性表达有关。
关 键 词:茄子;低温;转录组分析;差异表达基因中图分类号:S641.1开放科学(资源服务)标识码(OSID):文献标志码:AIdentificantion of low temperature tolerance and transcriptomeanalysis of the high generation inbred eggplant CRSONG Xue, LI Bing, ZHANG Jingjing, GAO Xiurui, PAN Xiuqing, WU Yanrong(Institute of Cash Crops, Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences, Shijiazhuang 050051, China) Abstract: Low temperature is one of the main factors affecting the growth of spring eggplant in the productionareas in our country. Screening the high generation inbred eggplant with low temperature tolerance will providereliable materials for breeding stress-resistant varieties. This study identified the low temperature tolerance ofeggplant inbred lines CR with inbred line NCR as the control. RNA-seq was conducted to screen differentiallyexpressed genes in CR compared with NCR. The results showed that NCR plants became wilted at 1 day postlow-temperature treatment, while the CR plants became wilted at 6 days post low-temperature treatment. Lowtemperature treatment shed little effect on electrolyte permeation of CR, but the electrolyte permeation increasedby 72.72% in NCR plants at 6 days post low-temperature treatment. The malondialdehyde (MDA) content of bothcultivars increased under low temperature treatment, and CR cultivars displayed lower MDA content than thatof NCR. In the RNA-seq analysis, 80 differentially expressed genes were specifically found in CR. Those geneswere classified into dehydration response, plant antioxidant system, chromosome or chromatin replication and收稿日期:2023-05-19基金项目: 河北省省级科技计划资助项目-果菜类蔬菜现代种业科技创新团队(21326309D);河北省农林科学院现代农业科技创新专项课题资助(2022KJCXZX-JZS-2);河北省农林科学院基本科研业务费项目(2021050202).第一作者:宋 雪(1986—),女,河北石家庄人,助理研究员,从事蔬菜栽培技术、遗传育种及分子生物学研究.E-mail:****************通信作者:武彦荣(1968—),女,河北井陉人,研究员,从事西甜瓜和茄子育种、栽培及推广研究.E-mail:********************本刊网址:文章编号:1000-1573(2023)06-0066-08DOI:10.13320/ki.jauh.2023.009467第6期经济作物研究所瓜类课题组保存的自交系CR 和NCR 。
茄科植物转录因子MYB_基因家族研究现状
2023年第18期现代园艺茄科植物转录因子MYB基因家族研究现状江舟,韩丽君(云南中医药大学,云南昆明650500)摘要:植物转录因子myb是一种DNA结合蛋白,最常出现在植物类型中,也是植物中覆盖面积最广的转录因子家族,和真核基因启动子区域特异性相互作用,是通过彼此间相互作用调控基因表达的一种转录因子。
实践证明,转录因子MYB基因家族成员积极参与茄科植物生长发育过程,目前已成为茄科植物的重要成员。
主要分析前人的研究成果,如归纳MYB转录因子的结构特征、生物学特性、调控机制等,结合国内外相关研究进展,全面分析茄科植物转录因子MYB基因家族的研究现状。
关键词:茄科植物;MYB;转录因子植物在生长发育过程中经常遭受各种逆境影响,如低温、盐渍、强光、干旱等环境,产生多样化特有基因表达模式,用来抵御各种不良环境。
转录因子是通过特异性方式和基因端上游的特定因子结合,是最典型的调节蛋白,具有特殊结构,能调控基因表达,对基因表达效应具有较强的抑制作用。
同时,MYB基因家族作为一个特殊的转录因子家族,在涉及到各种植物类型,其功能趋于多样化,和植物生长发育有必然联系,在大多数MYB 转录因子结构中都有保守的MYB结构域。
研究表明,真核生物基因表达关键因子是不同逆境相关基因启动子中顺式因子和转录因子的协同作用,MYB转录因子通过和这些顺式因子专一性结合,进而调控植物生长发育的应答机制,让其能正常生理代谢,从而限制基因的转录过程[1]。
作为蔬菜作物中最重要种类,茄科植物经济价值仅次于本科和豆科植物,有约3000种植物,如土豆、西红柿、辣椒、茄子、枸杞、烟草、碧冬茄等。
茄科植物类型多种多样,且物种内表型存在严重差异性,但茄科植物在基因组水平基本相同,在这里能明确看到其存在明显反差,能将其少数作物作为一种模式作物,植物能适应复杂环境的生活条件,研究植物中存在遗传变异现象。
随着基因组学和生物信息学的不断发展,MYB转录因子的分离、克隆和功能的研究,已逐渐成为人们关注的热点[2]。
茄科作物常见病害早期检测技术的研究进展
沈梦姣,侯海敏,赵 宏,等.茄科作物常见病害早期检测技术的研究进展[J].江苏农业科学,2023,51(9):17-25.doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2023.09.003茄科作物常见病害早期检测技术的研究进展沈梦姣1,侯海敏1,赵 宏2,张楷文1,张 艳1(1.贵阳学院农产品无损检测工程研究中心,贵州贵阳550005;2.贵州省贵阳市蔬菜技术推广站,贵州贵阳550007) 摘要:以番茄、马铃薯、烟草为主的茄科作物在全球经济作物中占据重要地位。
然而,茄科作物在生长过程中易受早疫病、晚疫病等多种病害侵染,病害的发病率高且危害范围广,严重制约了其生产发展的稳定性。
利用实时、快速、无损的检测技术在茄科作物病害显症之前进行早期诊断,可以显著降低产量损失、提高质量,对科学指导生产具有重要意义。
本文首先对茄科作物的常见病害的类型、病原菌、主要危害作物及发病症状进行概述,给出对应的病害典型图片;再简单介绍作物病害的传统检测技术,并与新型检测技术作对比分析,总结优缺点;接着系统阐述如可见光图像识别技术、红外热成像技术及高光谱成像技术等新型检测技术的基本原理与相关研究进展及其应用局限。
其中,重点介绍高光谱成像技术用于作物病害检测的原理机制和常规检测流程,综述其应用于茄科作物病害早期检测的国内外研究进展,总结列出了部分茄科作物病害研究的重要检测波段;最后,指出了目前试验方法存在的不足并探讨了未来研究发展的方向。
关键词:茄科作物;常见病害;早期检测技术;高光谱成像;红外热成像 中图分类号:S127;TP391.41 文献标志码:A 文章编号:1002-1302(2023)09-0017-08收稿日期:2022-06-28基金项目:国家自然科学基金(编号:62141501);贵阳学院科研资金(编号:GYU-KY-[2022])。
作者简介:沈梦姣(1998—),女,安徽池州人,硕士研究生,主要从事作物病害的早期无损检测方面的研究。
利用VIGS技术分析野生茄Ve基因的抗黄萎病功能_刘军
利用 VIGS 技术分析野生茄 周晓慧1 ,冯 翠1 ,武 文2 ,庄 勇1
( 1. 江苏省农业科学院 蔬菜研究所,江苏 南京 210014; 2. 中南林业科技大学 风景园林学院,湖南 长沙 410004 )
收稿日期: 2013 - 11 - 22 基金项目: 国 家 自 然 科 学 基 金 项 目 ( 31101542 ) ; 国 家 高 技 术 研 究 发 展 计 划 项 目 ( 2012AA100103 ) ; 江 苏 省 自 然 科 学 基 金 项 目
( BK2011675) ; 江苏省农业科技自主创新资金项目( CX ( 13) 2003) 作者简介: 刘 军( 1985 - ) ,男,重庆綦江人,研究实习员,硕士,主要从事茄子遗传育种与生物技术研究。 通讯作者: 庄 勇( 1973 - ) ,男,江苏东台人,研究员,博士,主要从事茄子遗传育种与生物技术研究。
LIU Jun1 ,ZHOU Xiao-hui1 ,FENG Cui1 ,WU Wen2 ,ZHUANG Yong1
( 1. Institute of Vegetable Crops,Jiangsu Academy of Agricultural Sciences,Nanjing 210014,China; 2. College of Landscape Architecture,Central South University of Forestry and Technology,Changsha 410004,China)
Key words: S. linnaeanum; VIGS; Verticillium wilt; Ve
烟草DGAT基因家族全基因组鉴定与分析
烟草DGAT基因家族全基因组鉴定与分析作者:牛永志王国平郑昀晔马文广来源:《中国烟草科学》2020年第01期摘要:二酰甘油酰基转移酶(DGAT)是三酰甘油合成的关键酶和唯一限速酶。
在烟草中鉴定DGAT 基因对于研究油脂代谢途径和创造具有附加值的新型油料作物具有重要意义。
本研究从烟草基因组鉴定DGAT 家族基因,并对序列特性、基因结构、亚细胞定位、进化模式、表达模式等进行分析。
结果表明,共获得25 个烟草DGAT 家族蛋白,其平均氨基酸长度为485,大部分为碱性蛋白和亲水性蛋白,有13 个DGAT 蛋白定位到8 条连锁群上;有16 个蛋白定位到内质网,6 个定位叶绿体,3 个定位到胞外;烟草DGAT 蛋白包含典型的WS_DGAT 结构域和LPLAT 结构域;系统发育树将DGAT 家族分为DGAT1、DGAT2、DGAT3 和WSD 等4 个类群,但烟草DGAT 仅划分到DGAT2 和WSD 两个类群;不同烟草DGAT基因的时空表达特性有所差异,并表现出一定的组织特异性,主要集中在衰老叶片和花器官中大量表达。
关键词:基因家族;DGAT;烟草;生物信息植物油脂不仅可作为细胞膜组成的脂肪酸供体,还可以以三酰甘油(Triacylglycerol,TAG)的形式存贮,作为真核生物主要的能量来源,对植物生长发育具有重要作用[1]。
同时,植物油含有丰富的不饱和脂肪酸,是人类健康饮食的重要物质。
植物油脂经甲基化处理后也可作为一种可再生生物柴油,在替代石油燃料方面具有潜在价值[2]。
因此,了解油脂的生物合成也将有助于创造具有附加值的新型油料作物。
三酰甘油是油脂贮藏的一种主要形式。
虽然在不同的器官和组织中,三酰甘油的生物合成存在多种途径[3],但最经典的还是三磷酸甘油途径(Kennedy途径)[4]。
在该途径中,二酰甘油酰基转移酶(Diacylglycerol acyltransferase, DGAT)催化最后一步反应,将二酰甘油转化为三酰甘油,是影响三酰甘油含量的关键酶,也是唯一的限速酶[5]。
茄子品种资源对黄萎病的抗性鉴定
茄子品种资源对黄萎病的抗性鉴定郭堂勋;王益奎;莫贱友;王艳娜;黄穗萍;李其利;唐利华【摘要】[目的]评价茄子品种资源及杂交后代材料对黄萎病的抗病性,为茄子抗病育种提供参考.[方法]收集茄子品种资源材料14份和杂交后代材料24份,应用不同地域的4个病原菌菌株,采用伤根孢子液接种法进行茄子品种资源抗黄萎病性鉴定.[结果]在供试的茄子品种资源中,接种变黑轮枝菌,表现免疫—抗病的材料11份,占总数的78.57%;接种大丽轮枝菌1,表现高抗—抗病的材料5份,占总数的38.46%;接种大丽轮枝菌2,表现抗病的材料1份,占总数的7.69%;接种黑白轮枝菌,表现高抗—抗病的材料3份,占总数的23.08%.在茄子杂交后代材料中,接种大丽轮枝菌2,表现抗病的材料2份;接种黑白轮枝菌,表现高抗—抗病的材料2份.蒜芥茄、南美红茄对4个供试菌株均表现免疫—耐病,栽培茄01对变黑轮枝菌、大丽轮枝菌1、黑白轮枝菌表现抗病—耐病;在供试的杂交后代材料中,未发现免疫材料.[结论]蒜芥茄、南美红茄和栽培茄01对黄萎病抗性较强,可作为抗病育种资源利用.【期刊名称】《南方农业学报》【年(卷),期】2015(046)011【总页数】5页(P1975-1979)【关键词】茄子;品种资源;黄萎病;抗病性【作者】郭堂勋;王益奎;莫贱友;王艳娜;黄穗萍;李其利;唐利华【作者单位】广西农业科学院植物保护研究所,南宁530007;广西作物病虫害生物学重点实验室,南宁530007;广西农业科学院蔬菜研究所,南宁530007;广西农业科学院植物保护研究所,南宁530007;广西作物病虫害生物学重点实验室,南宁530007;广西大学,南宁530005;广西农业科学院植物保护研究所,南宁530007;广西作物病虫害生物学重点实验室,南宁530007;广西农业科学院植物保护研究所,南宁530007;广西作物病虫害生物学重点实验室,南宁530007;广西农业科学院植物保护研究所,南宁530007【正文语种】中文【中图分类】S436.411【研究意义】茄子黄萎病是由轮枝菌(Verticillium)侵染引起的一种土传性病害。
茄子种质资源抗黄萎病鉴定结果_陈灵芝
关键词: 土壤养分 ; 状况 ; 建议 中图分类号: S158. 3 文献标识码: A 文章编号: 1001-1463( 2006) 01-0023-02
土壤养分是植物营养的主要来源 ,在农业生产 中 ,为了满足农作物对营养的需求 ,在土壤养分不足 时 ,就要补充施肥 ,而经济合理的施肥必须以土壤养 分状况为依据。 为了给甘肃陇东陇南地区土壤养分 普查、配方施肥和土壤改良提供科学合理的建议 ,我 们对天水农校教学实习农场农田 20 cm 耕层土壤养 分状况进行了抽样调查 ,并对养分含量及变化规律 进行了分析。 1 调查研究方法
果实外观
色泽
形状
红
樱桃
紫
棒
紫
长棒
紫
灯泡
浅紫
长棒
淡紫 紫 紫 紫
细 ,长棒 粗 ,长棒 粗 ,长棒
圆
紫
棒
表 2 抗病和耐病材料的综合性状
果长 果宽 单果重
株高×株幅
( cm) 3. 0
( cm ) 2. 6
(g) 15. 5
( cm) 142. 0× 121. 0
20. 0
4. 3 280. 5
99. 0× 36. 3
材料表现高抗 , 3份表现中抗 , 6份表现耐病 , 25份表现中感 , 8份表现感病。 对高 抗和中抗材料可作 为茄子抗黄萎 病育种的 抗源加以利用 ,对其它材料可通 过农艺性状的 筛选和改 良 ,提供 生产利用 或作为遗传 资源改良 的材料加 以利用。
关键词: 茄子 ; 黄萎病 ; 抗性鉴定 中图分类号: S641. 1 文献标识码: A 文章编号: 1001-1463( 2006) 01-0021-03
茄子3个Aux-IAA基因的克隆及表达分析
茄⼦3个Aux-IAA基因的克隆及表达分析园艺学报,2015,42 (10):2049–2058.Acta Horticulturae Sinicadoi:10.16420/j.issn.0513-353x.2015-0338;http://www. ahs. ac. cn 2049茄⼦3个Aux/IAA基因的克隆及表达分析张⽴慧1,*,⽥时炳2,*,王志敏1,**,安礼渝1,汤青林1,王永清2,杨洋2,宋明1,**(1西南⼤学园艺园林学院,南⽅⼭地园艺学教育部重点实验室,重庆市蔬菜学重点实验室,重庆 400715;2重庆市农业科学院蔬菜花卉研究所,重庆 400055)摘要:以茄⼦单性结实品系‘D-7-1’为材料,克隆到3个新的Aux/IAA基因,分别命名为SmIAA3、SmIAA4和SmIAA9,其CDS长度分别为573、564和915 bp,分别编码190、187和304个氨基酸;系统进化树分析表明,3个蛋⽩均属于Aux/IAA家族蛋⽩,与番茄亲缘关系较近,且均具有Aux/IAA家族蛋⽩的DomainⅠ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ保守结构域;其分⼦量分别为21.50、20.95和32.67 kD,理论等电点分别为7.62、6.02和8.57。
实时定量PCR分析表明:SmIAA9基因在单性结实和⾮单性结实品系茄⼦中的表达量差异明显,开花前单性结实品系的表达量显著⾼于⾮单性结实品系,推测其与茄⼦单性结实相关。
关键词:茄⼦;单性结实;Aux/IAA;克隆;⽣物信息学;表达分析中图分类号:S 641.1 ⽂献标志码:A ⽂章编号:0513-353X(2015)10-2049-10Gene Cloning and Expression Analysis of Three Aux/IAA Genes in EggplantZHANG Li-hui1,*,TIAN Shi-bing2,*,WANG Zhi-min1,**,AN Li-yu1,TANG Qing-lin1,WANG Yong-qing2,YANG Yang2,and SONG Ming1,**(1College of Horticulture and Landscape Architecture,Southwest University,Key Laboratory of Horticulture Science for Southern Mountainous Regions,Ministry of Education,Chongqing Key Laboratory of Olericulture,Chongqing 400715,China;2The Institute of Vegetables and Flowers,Chongqing Academy of Agricultural Sciences,Chongqing 400055,China)Abstract:Three Aux/IAA genes SmIAA3,SmIAA4 and SmIAA9 in eggplant were cloned from parthenocarpic eggplant‘D-7-1’. The full CDS length of SmIAA3,SmIAA4 and SmIAA9 was 573,564 and 915 bp,which encoded three polypeptides of 190,187 and 304 amino acids. The phylogenetic analysis showed that the three proteins belonged to Aux/IAA family proteins and they had the highest similarity with Aux/IAA proteins of tomato. And the three novel proteins contained conserved domainⅠ,Ⅱ,Ⅲ and Ⅳof Aux/IAA family proteins. The molecular weight of the three proteins were 21.50,20.95 and 32.67 kD with isoelectric point 7.62,6.02 and 8.57 respectively. The RT-PCR analysis showed that the expression of SmIAA9 gene was different between parthenocarpic and nonparthenocarpic eggplant. Evidently the parthenocarpic was higher than the nonparthenocarpic before flowering,which indicated that收稿⽇期:2015–06–30;修回⽇期:2015–10–09基⾦项⽬:国家⾃然科学基⾦项⽬(31501756);国家现代农业产业技术体系建设专项资⾦项⽬(CARS-25-A-06);中央⾼校基本科研业务费专项(XDJK2014C092)* 共同第⼀作者** 通信作者Author for correspondence(E-mail:minzniwang_555@/doc/0fb03d9887c24028915fc3dd.html ;swausongm@/doc/0fb03d9887c24028915fc3dd.html )Zhang Li-hui,Tian Shi-bing,Wang Zhi-min,An Li-yu,Tang Qing-lin,Wang Yong-qing,Yang Yang,Song Ming.Gene cloning and expression analysis of three Aux/IAA genes in eggplant. 2050Acta Horticulturae Sinica,2015,42 (10):2049–2058. SmIAA9 would be a gene related with parthenocarpy.Key words:eggplant;parthenocarpy;Aux/IAA;cloning;bioinformaticanalysis;expression analysis⽣长素信号转导主要受Aux/IAA、SAUR和GH3等3类基因家族的调控(Ramos et al.,2001),其中Aux/IAA基因家族是⽣长素信号转导通路的重要调节因⼦。
茄科植物中hct基因家族的鉴定及进化和表达分析
李 倩,盖江涛,白蓓蓓,等.茄科植物中HCT基因家族的鉴定及进化和表达分析[J].江苏农业科学,2019,47(19):65-68.doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2019.19.015茄科植物中HCT基因家族的鉴定及进化和表达分析李 倩1,2,盖江涛2,白蓓蓓2,叶秀旭2,王 鹏2(1.黑龙江八一农垦大学,黑龙江大庆163000;2.中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所/农业部华南作物基因资源与种质创制重点实验室,海南儋州571737) 摘要:莽草酸/奎宁酸羟基肉桂酰转移酶(shikimicacid/quinicacidhydroxycinnamyltransferase,简称HCT)是辣椒素苯丙烷代谢途径中关键的限速酶,其催化的产物对茄科植物具有重要的生理学意义。
为了探清HCT在茄科植物基因组中的状况,重点考察了其在茄科植物基因组中的分布,并利用生物信息学分析的方法,对HCT基因进行全面的鉴定,共获得拟南芥、烟草、番茄和辣椒的13条基因序列。
其次,构建了HCT在茄科植物中的系统发育树,并对其进行相关的结构、功能和表达的分析。
结果揭示了茄科植物中HCT基因的亲缘关系;HCT基因编码的蛋白结构域高度保守,该保守性体现在植物的结构和功能上。
本研究为进一步研究茄科植物中的HCT基因的酶学及生理功能提供了基础。
关键词:茄科植物;莽草酸/奎宁酸羟基肉桂酰转移酶;HCT基因;辣椒素;进化;表达 中图分类号:S641.301 文献标志码:A 文章编号:1002-1302(2019)19-0065-03收稿日期:2018-07-03基金项目:中国热带农业科学院基本科研业务专项(编号:1630032018023)。
作者简介:李 倩(1994—),女,安徽池州人,硕士研究生,研究方向为植物基因组学。
E-mail:a827680831@163.com。
通信作者:王 鹏,博士,副研究员,主要从事植物天然产物生物技术、植物基因组学。
茄科植物PAL基因家族的鉴定和序列分析
茄科植物PAL基因家族的鉴定和序列分析作者:盖江涛陈振玺王鹏来源:《热带作物学报》2015年第03期摘要苯丙氨酸解氨酶(PAL,phenylalanine ammonia-lyase[EC:4.3.1.24])是植物次生代谢尤其是苯丙烷途径的关键酶,与植物抵抗病原菌入侵密切相关,具有重要的植物生理学意义;其催化产物是辣椒素等植物天然产物的前体。
采用BLASTP方法,依托全基因组数据库,获得了番茄、马铃薯、本氏烟草、辣椒等4种茄科植物及杨树、拟南芥的PAL基因家族成员共27条序列,并对其进行初步的生物信息学分析、理化性质分析及结构分析。
结果表明:在进化过程中,茄科植物烟草、番茄、马铃薯和辣椒的亲缘关系较近,拟南芥、杨树与茄科植物的亲缘关系较远;酸性蛋白质占96.3%,所有蛋白均为亲水性稳定蛋白、有明显跨膜现象、无信号肽;所有PAL亚细胞定位于细胞质中,具有活性位点的蛋白占96.3%。
本研究结果为进一步研究茄科植物中PAL代谢机理提供理论支持。
关键词苯丙氨酸解氨酶;PAL;基因家族;氨基酸;茄科中图分类号 Q949.777.7 文献标识码 AAbstract Phenylalanine ammonialyase(PAL, EC:4. 3. 1. 24)is a critical enzyme in secondary metabolism of plants, which has significant biological relevance and strong ability against bacteria; also, its product provides precursor for plant natural products such as capsaicinoids. In this study, based on the genome database, 27 peptide sequences belonging to phenylalanine ammonialyase gene family were obtained from Lycopersicon esculentum Mill. (syn. Solanum lycopersicum L.), Solanum tuberosum L., Nicotiana benthamiana Domin, Capsicum annuum L., Populus trichocarpa L and Arabidopsis thaliana(L.)Heynh by BLASTP, and analysed by bioinformatics, physico-chemical properties, structural analysis. The analysis showed that tobacco, tomatoes, potatoes and peppers have close genetic relationship, then Arabidopsis thaliana, poplar is further in evolution. Acidic protein is 96.3%. All PAL proteins are located in cytoplasm, hydrophilic, stable, transmembrane, no signal, and 96.3% of the protein has the active site. The anaytical results provide data for the next study of Solanaceae metabolic mechanism.Key words Phenylalanine ammonia-lyase;PAL;Gene family;Amino acid;Solanaceaedoi 10.3969/j.issn.1000-2561.2015.03.005苯丙氨酸解氨酶(Phenylalanine ammonia-lyase,PAL,EC:4.3.1.24)是一种与植物抗病性相关的酶。
基于形态学标记的茄子种质资源遗传多样性分析
基于形态学标记的茄子种质资源遗传多样性分析作者:郑于莉刘燕姚慧静周刚袁鹤张新杰来源:《安徽农业科学》2021年第21期摘要为拓宽茄子遗传基础,加快选育适合内蒙古地区种植的茄子新品种,对65份茄子种质资源的20个形态学性状进行遗传多样性分析,结果表明:20个性状在供试材料之间存在丰富的遗传变异,变异范围在16.40%~102.68%,果形、单果重、果实纵径、果实横径、果形指数等与果实有关的性状均表现出较高的遗传变异;果皮色、果萼颜色、首花节位与茎色呈极显著正相关,果形与果肉色、果顶形状呈极显著正相关;单果重与果顶形状、果形呈极显著负相关;聚类结果较分散,大致可分为5个大类9个亚类,近缘野生茄和栽培茄与其近缘野生茄划分明显。
关键词茄子;种质资源;形态学性状;遗传多样性中图分类号 S 602.4 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2021)21-0128-05doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2021.21.031开放科学(资源服务)标识码(OSID):Analysis of Genetic Diversity of Eggplant Germplasm Resources Based on Morphological MarkersZHENG Yu-li,LIU Yan,YAO Hui-jing et al(Baotou Science and Technology Research Institute of Agriculture and Animal Husbandry,Baotou, Inner Mongolia 014013)Abstract In order to broaden the genetic basis of eggplant and speed up the breeding of new eggplant varieties suitable for planting in Inner Mongolia, this study used 65 eggplant germplasm resources as test materials to analyze the genetic diversity of 20 morphological traits. The results showed that there are abundant genetic variation among the tested materials. The variation range is between 16.40% and 102.68%. Fruit-related traits such as fruit shape, single fruit weight, fruit length, fruit width, and fruit shape index show high genetic variation; peel color, calyx color,first flower node position and stem color are extremely significant positive correlation, fruit shape,fruit flesh color and the shape of the top of the fruit is very significantly positively correlated; the weight of a single fruit is highly negatively correlated with the shape of the top and the shape of the fruit; the clustering results are relatively scattered and can be roughly divided into 5 categories and 9 subcategories. There is a clear distinction between wild eggplant and cultivated eggplant and its relative wild eggplant.Key words Eggplant;Germplasm resources;Morphological traits;Genetic diversity 基金項目内蒙古农牧业科学院青年创新基金(2018QNJJN12)。
茄子斑驳皱缩病毒病病原物的鉴定及分子进化分析
江苏农业学报(JiangsuJ.ofAgr.Sci.)ꎬ2023ꎬ39(3):674 ̄682http://jsnyxb.jaas.ac.cn邵宇纯ꎬ仲健新ꎬ路云爽ꎬ等.茄子斑驳皱缩病毒病病原物的鉴定及分子进化分析[J].江苏农业学报ꎬ2023ꎬ39(3):674 ̄682.doi:10.3969/j.issn.1000 ̄4440.2023.03.007茄子斑驳皱缩病毒病病原物的鉴定及分子进化分析邵宇纯ꎬ㊀仲健新ꎬ㊀路云爽ꎬ㊀宋美娜ꎬ㊀陈雅寒(甘肃农业大学植物保护学院ꎬ甘肃兰州730070)收稿日期:2022 ̄08 ̄15基金项目:甘肃农业大学省级大学生创新创业训练计划项目(S202210733027)ꎻ国家自然科学基金项目(32160628)ꎻ甘肃省自然科学基金项目(21JR7RA820)ꎻ甘肃省高等学校创新基金项目(2021B ̄117)ꎻ甘肃农业大学人才启动资金项目(GAU ̄KYQD ̄2019 ̄22)作者简介:邵宇纯(2001-)ꎬ女ꎬ山西太原人ꎬ本科生ꎬ研究方向为植物病理学ꎮ(E ̄mail)1054030947@qq.com通讯作者:陈雅寒ꎬ(E ̄mail)yhchen1018@nwafu.edu.cn㊀㊀摘要:㊀为了鉴定引起茄子斑驳皱缩病毒病的病原物ꎬ利用siRNA高通量测序技术(SmallinterferingRNAꎬsiR ̄NA)ꎬ结合生物信息学的方法发现2个表现斑驳和皱缩的茄子样品中存在蚕豆萎蔫病毒2号(BroadbeanwiltvirusꎬBBWV2)㊁葡萄A病毒(GrapevinevirusAꎬGVA)和烟草花叶病毒(TobaccomosaicvirusꎬTMV)ꎮ采用RT ̄PCR技术对该结果进行验证ꎬ2个样品中均检测到BBWV2和TMVꎬ未检测到GVAꎮ通过对BBWV2外壳蛋白(LargecoatproteinꎬLCP)大亚基基因进行测序和分子进化分析ꎬ获得了2条1126bp的BBWV2LCP基因片段ꎬ2条BBWV2LCP基因的核苷酸序列及其编码的氨基酸序列一致性分别为99 6%和99 3%ꎻ与NCBI中已发表的23个BBWV2LCP基因核苷酸序列及其编码的氨基酸序列一致性分别为79 9%~95 2%和80 5%~97 2%ꎮ基于LCP基因核苷酸序列进行种群结构和遗传多样性分析ꎬ结果表明在系统发育进化树中ꎬBBWV2可分为两大支ꎮ不同寄主BB ̄WV2LCP基因的遗传距离在0 049~0 332ꎮ关键词:㊀茄子ꎻ斑驳皱缩病毒病ꎻ蚕豆萎蔫病毒2号ꎻ烟草花叶病毒ꎻLCP基因中图分类号:㊀S641.1㊀㊀㊀文献标识码:㊀A㊀㊀㊀文章编号:㊀1000 ̄4440(2023)03 ̄0674 ̄09Identificationandmolecularevolutionaryanalysisofvirusescausingegg ̄plantmottlecrinklediseaseSHAOYu ̄chunꎬ㊀ZHONGJian ̄xinꎬ㊀LUYun ̄shuangꎬ㊀SONGMei ̄naꎬ㊀CHENYa ̄han(CollegeofPlantProtectionꎬGansuAgriculturalUniversityꎬLanzhou730070ꎬChina)㊀㊀Abstract:㊀Toidentifythevirusescausingeggplantmottlecrinklediseaseꎬthehigh ̄throughputsequencingofsmallinter ̄feringRNA(siRNA)andthebioinformaticsmethodswereusedtodetectthepotentialviralpathogensꎬincludingthebroadbeanwiltvirus2(BBWV2)ꎬgrapevinevirusA(GVA)andtobaccomosaicvirus(TMV).TheresultswerevalidatedbyRT ̄PCR.BB ̄WV2andTWVweredetectedinthesamplesꎬandGVAwasnotdetected.Throughsequencingandmolecularevolutionaryanaly ̄sisofthelargesubunitgeneofBBWV2coatprotein(LCP)ꎬtwo1126bpBBWV2LCPgenefragmentswereobtained.Thenu ̄cleotideandcodingaminoacidsequencesidentitiesofthetwoBBWV2LCPgeneswere99.6%and99.3%ꎬrespectively.Thenu ̄cleotideandaminoacidsequencesidentitiesofthe23BBWV2LCPgenespublishedinNCBIwere79.9%-95 2%and80.5%-97 2%ꎬrespectively.TheanalysisofpopulationstructureandgeneticdiversitybasedonLCPgenenucleotidesequenceshowedthatBBWV2couldbedividedintotwobranchesinthephylogenetictree.ThegeneticdistanceofBBWV2LCPgenebetweendifferenthostsrangedfrom0 049to0.332.Keywords:㊀eggplantꎻmottlecrinklediseaseꎻbroadbeanwiltvirus2ꎻtobaccomosaicvirusꎻLCPgene㊀㊀茄子(SolanummelongenaL.)为茄科(SolanaceaeJuss.)ꎬ茄属(SolanumL.)植物[1]ꎮ据统计ꎬ近年来中国茄子种植面积约占7.4ˑ105hm2ꎬ产量约为2.0ˑ108476t[2]ꎬ所带来的经济效益十分可观ꎮ随着种植面积的不断增加ꎬ病毒病严重影响了茄子的产量和品质ꎮ蚕豆萎蔫病毒2号(Broadbeanwiltvirus2ꎬBBWV2)属于豇豆花叶病毒科(Comoviriadae)蚕豆病毒属(Faba ̄virus)ꎬ在自然界主要通过多种蚜虫非持续性传播ꎬ可侵染44科186属328种植物ꎬ被侵染后植物多表现为不同程度的变色㊁畸形㊁萎蔫且叶片多附有黑褐色坏死斑点ꎬ严重影响了植物的正常生长[3 ̄9]ꎮBBWV2基因组由2段单链RNA分子组成ꎬRNA1(5800nt)表达蛋白酶辅因子(Co ̄Pro)㊁解旋酶(Helicase)㊁NTP结合基序(NTBM)㊁蛋白酶(Pro)和RNA依赖性RNA聚合酶(RT)等5种功能蛋白质ꎬ主要参与基因组的复制和表达ꎻRNA2(3300nt)表达运动蛋白(Move ̄mentproteinꎬMP)㊁外壳蛋白大亚基(Largecoatpro ̄teinꎬLCP)和外壳蛋白小亚基(SmallcoatproteinꎬSCP)等3种功能蛋白质[10 ̄12]ꎮ㊀㊀目前ꎬ检测植物病毒的方法有传统病毒血清学鉴定法(Serologicalmethods)㊁透射电镜法(Transmis ̄sionelectronmicroscopyꎬTEM)㊁酶联免疫吸附测定法(EnzymelinkedimmunosorbentassaysꎬELISA)㊁逆转录环介导等温扩增技术(Reversetranscription ̄loop ̄mediatedisothermalamplificationꎬRT ̄LAMP)和聚合酶链式反应法(PolymerasechainreactionꎬPCR)等[13 ̄15]ꎮ这些方法仅适用于对已知病原物的病毒检测ꎬ而对未知病原物的检测则受到了极大的限制ꎮsiRNA高通量测序技术(SmallinterferingRNAꎬsiR ̄NA)与传统的病原检测方法不同ꎬ是利用高通量测序技术检测病毒产生的siRNA序列ꎬ并对测序结果进行拼接ꎬ与数据库进行比对从而筛选和鉴定病毒种类[16 ̄20]ꎬ其灵活性高ꎬ适用性强ꎮ本研究利用siRNA高通量测序技术对2020年7月在甘肃省临洮市采集到的2株表现斑驳和皱缩等疑似病毒病症状的茄子样品进行深度测序ꎬ采用RT ̄PCR技术对测序结果进行验证ꎬ旨在明确引起茄子斑驳皱缩病毒病的病毒种类ꎬ为茄子斑驳皱缩病毒病的快速诊断和防控提供科学的理论依据ꎮ1㊀材料与方法1.1㊀试验材料2020年7月在甘肃省临洮县采集到2株表现斑驳和皱缩等疑似病毒病症状的茄子叶片(图1)ꎬ液氮速冻ꎬ保存于-80ħ超低温冰箱备用ꎮ图1㊀健康茄子叶片(A)和染病茄子叶片(B)Fig.1㊀Thehealthyeggplantleaf(A)andinfectedeggplantleaf(B)1.2㊀样品总RNA的提取及siRNA测序按照InvitrogenTRIzolTM说明书提取样品总RNAꎬ利用Unano ̄2000微量核酸分析仪(UMIꎬ美国)测定RNA浓度ꎬ提取的RNA送至北京百迈客生物科技有限公司完成siRNA的分离㊁高通量测序以及cDNA文库的构建ꎬ测序平台为IlluminaHiseq2500ꎮ1.3㊀病毒种类筛选对测序得到的粗序列rawread进行过滤ꎬ去除质量值低㊁无3ᶄ接头序列和插入片段的readꎬ筛选长度在18~35nt的siRNAꎮ使用velvet软件对所得siRNA进行拼接ꎬ将拼接所得contig进行分类注释ꎮ具体方法如下:(1)将获得的contig与茄子基因组序列进行比对ꎬ去除寄主基因组序列ꎮ(2)用BLASTN将剩余的contig与NCBINt(NCBInon ̄redundantnu ̄cleotidesequences)进行比对ꎬ获得高度同源的序列ꎮ(3)用BLASTX将2中未注释到的contig与NCBINr(NCBInon ̄redundantproteinsequences)进行比对ꎬ获得部分同源的序列ꎮ(4)选出高度同源和部分同源序列中e值最小的contigꎬ分别与GenBankVirusRefSeq核酸数据库(VirusRefSeqNucletide)和GenBankVirusRefSeq蛋白质数据库(VirusRefSeqProtein)进行比对ꎬ筛选和鉴定病毒种类ꎮ1.4㊀RT ̄PCR的检测及克隆测序siRNA高通量测序结果显示样品中存在BB ̄WV2㊁葡萄A病毒(GVA)和烟草花叶病毒(TMV)3种病毒ꎮ根据NCBI中收录的BBWV2和GVA基因组全序列ꎬ使用VectorNTI软件设计2对简并引物ꎮTMV的特异性引物(表1)参考已报道文献ꎬ引物委托西安擎科生物科技有限责任公司合成ꎮ576邵宇纯等:茄子斑驳皱缩病毒病病原物的鉴定及分子进化分析按照TaKaRaPrimeScriptTMRTreagentKit说明书将总RNA反转录成cDNAꎬ反应体系(20μl):取1μgRNA为模板ꎬ加入5ˑPrimeScriptBuffer4μl㊁PrimeScriptRTEnzymeMixⅠ1μl㊁OligodTPrime1μlꎬRandom6mers1μl㊁RNaseFreeddH2O补全至20μlꎻ反应程序:37ħ15minꎬ85ħ4sꎮ合成的cD ̄NA保存于-20ħ冰箱备用ꎮ以cDNA为模板进行RT ̄PCR扩增ꎬ反应产物经2%琼脂糖凝胶电泳ꎬEB染色ꎬ观察结果并拍照ꎮ用胶回收试剂盒(TaKaRa)将目标产物切胶回收ꎬ纯化产物经连接转化㊁单克隆挑选和摇菌后ꎬPCR筛选阳性克隆ꎬ鉴定为阳性的菌液提取质粒ꎮ质粒送至西安擎科生物科技有限责任公司测序ꎮ表1㊀本研究用到的引物信息Table1㊀Primersusedinthisresearch检测病毒引物名称引物序列(5ᶄң3ᶄ)㊀㊀㊀㊀长度(bp)TM(ħ)参考文献BBWV2BBWV2 ̄LCP ̄FCACTGGTGAACAGTTTGTCAG112655BBWV2 ̄LCP ̄RCTATCAAAGGGATGCGGTGTCGGVAGVA ̄CP ̄1TCCATGGSSWWCASSTWWCGCMMARRG60052GVA ̄CP ̄2CTATATCTCRRACAGCYYTGYYTCTMVTMVdFGATTCGTTTTAAATATGTCTTAC60046[21]TMVdRCTTCGATTTAAGTGGAGGGABBWV2:蚕豆萎蔫病毒2号ꎻGVA:葡萄A病毒ꎻTMV:烟草花叶病毒ꎮ1.5㊀序列一致性分析和系统进化分析将获得的两段序列用DNAMAN6.0软件进行校正和拼接ꎬ将得到的BBWV2LCP基因序列提交NCBI核酸数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/)进行BLAST序列比对分析ꎬ采用SDTv1.2软件中的ClustalW算法进行核苷酸序列及其编码的氨基酸序列一致性分析[22]ꎮ以南芥菜花叶病毒(ArabismosaicvirusꎬArMV)为外群ꎬ采用MEGA7.0软件构建系统发育树ꎬ选择邻近法(Neighbor ̄joiningꎬNJ)进行系统进化分析ꎬ自展校正值设定为1000ꎮ1.6㊀遗传距离分析和基因交流分析使用MEGA7.0软件中MaxximumCompositeLikelihood模型计算BBWV2分离物不同分组之间的遗传距离ꎬGamma参数默认为1ꎮ使用DnaSPv5软件分析BBWV2分离物不同分组之间的基因交流ꎬ以种群基因差异Fst值和基因流Nm值为参考来衡量种群间的遗传分化程度和基因交流ꎮ一般|Fst|介于0至1ꎬ当0ɤ|Fst|ɤ0 33ꎬ表明这两个分组之间存在频繁的基因交流ꎻ当0.33ɤ|Fst|ɤ1ꎬ表明这两个分组之间基因交流的频率很低ꎮ当Nm<1ꎬ表明这两个分组之间很容易发生遗传漂变ꎻ当Nm>1ꎬ表明这两个分组之间存在可以基因交流的渠道[23 ̄26]ꎮ2㊀结果与分析2.1㊀样品siRNA高通量测序分析经测序得到的粗序列rawread进行筛选后获得的总RNA数为12568877(表2)ꎬ其中ꎬsiRNA长度分布结果如图2ꎬ本研究中siRNA序列长度主要集中于18~24ntꎬ表明样本siRNA文库质量较高ꎮ使用vel ̄vet软件将siRNA进行拼接后ꎬ所组装的contig数为3624ꎮ将拼接所得的contig进行分类注释ꎬ筛选出与病毒同源的contig数目结果见表3ꎬ包括BBWV2㊁GVA和TMV3种病毒ꎬ与BBWV2同源的contig数目最高ꎬ为64ꎻ与GVA和TMV同源的contig数目依次为2和3ꎻ其中ꎬBBWV2㊁GVA和TMV的e ̄value值分别为8ˑ10-51㊁7ˑ10-13㊁2ˑ10-28ꎬ表明BBWV2出现假阳的概率最小ꎬ但还需进一步验证才能明确引起茄子斑驳皱缩病毒病的病毒种类ꎮ表2㊀测序数据质量统计Table2㊀Qualitystatisticsofsequencingdata项目粗序列长度小于18nt读段长度大于35nt读段低质量干净的读段个数1689161132175921105142012568877占比(%)100.0019.056.54074.41676江苏农业学报㊀2023年第39卷第3期图2㊀siRNA长度分布Fig.2㊀DistributionofsiRNAlength表3㊀样品siRNA文库与已知病毒同源的contig检测结果Table3㊀HomologouscontigdetectionresultsofvirusinsiRNAli ̄brary病毒名称同源contig数目e期望值与比对参考序列的相似度得分BBWV2648ˑ10-51216/269(80.30)202.0GVA27ˑ10-1348/52(92.31)73.1TMV32ˑ10-2880/86(93.02)126.0BBWV2㊁GVA㊁TMV见表1注ꎮ2.2㊀样品病毒检测结果以cDNA为模板ꎬ利用特异性引物进行RT ̄PCR检测ꎬ结果显示2份疑似病毒病的茄子样品中ꎬ扩增出2条大小约为1100bp和600bp的目标条带(图3)ꎬ表明茄子样品中含有BBWV2和TMV2种病毒ꎬ并未检测到GVAꎮ2.3㊀序列一致性分析和系统进化分析将测序后所获得的BBWV2LCP原始序列采用DNAMAN6.0软件进行了校正和拼接ꎬ获得2条1126bp的序列ꎬ并将其命名为BBWV2 ̄Q11㊁BBWV2 ̄Q14后进行序列一致性分析ꎮ结果表明本研究中所获得的2条BBWV2分离物LCP核苷酸序列及其编码的氨基酸序列一致性分别为99 6%和99 3%ꎮ与NCBI中已发表的23个BBWV2分离物LCP核苷酸序列及其编码的氨基酸序列一致性分别为79 9%~95 2%和80 5%~97 2%(表4㊁表5)ꎮ其中ꎬBBWV2 ̄Q11㊁BBWV2 ̄Q14与BBWV2新加坡分离物(GenBank登录号NC003004)的核苷酸序列一致性最低ꎬ为79 9%ꎻ与中国分离物(GenBank登录号KY606993)的核苷酸序列一致性最高ꎬ为95 2%ꎻ与BBWV2新加坡分离物(GenBank登录号NC003004)的氨基酸序列一致性最低ꎬ为80 5%ꎻ与中国分离物(GenBank登录号KY606993)的氨基酸序列一致性最高ꎬ为97 2%ꎮ说明本研究所获得的BB ̄WV2LCP核苷酸序列及其编码的氨基酸序列与NCBIA:M为5000markerꎻ1为阴性对照ꎻ2和3为BBWV2ꎮB:M为2000markerꎻ1和2为GVAꎻ3和4为TMVꎮBBWV2㊁GVA㊁TMV见表1注ꎮ图3㊀样品中病毒的RT ̄PCR检测结果Fig.3㊀DetectionofvirusinsamplesbyRT ̄PCR中已收录的BBWV2LCP核苷酸序列及其编码的氨基酸序列有较高的一致性ꎮ㊀㊀将获得的BBWV2 ̄Q11㊁BBWV2 ̄Q14LCP核苷酸序列与NCBI中已发表的23个BBWV2LCP核苷酸序列进行系统进化分析ꎬ以ArMV为外群ꎬ使用MEGA7.0构建系统发育进化树ꎮ系统发育进化树(图4)表明ꎬBBWV2LCP核苷酸序列可分为两大支ꎬ以来自中国的BBWV2 ̄KY606993和BBWV2 ̄AJ132844ꎬ韩国的BBWV2 ̄JX183222㊁BBWV2 ̄KT380023㊁BBWV2 ̄JX183224㊁BBWV2 ̄JX183230㊁BBWV2 ̄KC625509㊁BBWV2 ̄KC625510㊁BBWV2 ̄KC625516㊁BBWV2 ̄KC625517㊁BBWV2 ̄KC625515㊁BBWV2 ̄KC625514㊁BBWV2 ̄KC625512和BBWV2 ̄KC625518等为Ⅰ组ꎬ其他序列聚为Ⅱ组ꎮBBWV2 ̄Q11㊁BBWV2 ̄Q14与BB ̄WV2 ̄KY606993亲缘关系较近ꎮ2.4㊀遗传差异分析不同寄主间BBWV2LCP基因的遗传距离介于0.049~0 332(表6)ꎬ其中ꎬ寄主为红辣椒(Chilli)和赤苞花(Megaskepasmaerythrochlamys)的BBWV2LCP遗传距离最高为0 332ꎬ遗传差异显著ꎻ寄主为辣椒(Capsi ̄cumannuum)和菠菜(Pisumsativum)的BBWV2LCP遗传距离最低为0 049ꎬ遗传差异不显著ꎮ但由于本研究776邵宇纯等:茄子斑驳皱缩病毒病病原物的鉴定及分子进化分析采集到的样本数量较少ꎬ无法判断不同的寄主是否会对鉴定到的BBMV遗传有影响ꎬ还需进一步研究ꎮ表4㊀BBWV2 ̄Q11与其他BBWV2分离物的LCP核苷酸序列及其编码的氨基酸序列相似性Table4㊀NucleotidesequenceandaminoacidsequencesimilaritiesbetweenBBWV2 ̄Q11andotherBBWV2isolates序号NCBI序列号寄主㊀㊀㊀㊀㊀国家相似度(%)核苷酸序列氨基酸序列1AJ132844蚕豆(Viciafaba)中国90.892.52JX183222辣椒(Capsicumannuum)韩国94.795.13JX183224辣椒(Capsicumannuum)韩国94.493.34JX183230辣椒(Capsicumannuum)韩国94.895.65JX183234辣椒(Capsicumannuum)韩国79.981.46KC625506蚕豆(Viciafaba)韩国81.482.07KC625507蚕豆(Viciafaba)韩国93.194.28KC625509辣椒(Capsicumannuum)韩国94.694.89KC625510辣椒(Capsicumannuum)韩国94.494.810KC625512豌豆(Pisumsativum)中国92.193.611KC625514辣椒(Capsicumannuum)韩国91.993.612KC625515辣椒(Capsicumannuum)中国92.193.013KC625516菠菜(Spinaciaoleracea)中国94.393.914KC625517菠菜(Spinaciaoleracea)韩国94.594.215KC625518菠菜(Spinaciaoleracea)韩国92.193.616KF498697辣椒(Capsicumannuum)中国80.583.017KJ825857红辣椒(Chilli)中国84.989.518KM076649益母草(Leonurussibiricus)韩国79.982.019KT380023辣椒(Capsicumannuum)韩国94.594.520KY606993蚕豆(Viciafaba)中国95.195.921MW192522太子参(Pseudostellariaheterophylla)中国80.380.822MW192526太子参(Pseudostellariaheterophylla)中国80.080.823NC003004赤苞花(Megaskepasmaerythrochlamys)新加坡80.180.5表5㊀BBWV2 ̄Q14与其他BBWV2分离物的LCP核苷酸序列及其编码的氨基酸序列相似性Table5㊀NucleotidesequenceandaminoacidsequencesimilaritiesbetweenBBWV2 ̄Q14andotherBBWV2isolates序号NCBI序列号寄主㊀㊀㊀㊀㊀㊀国家相似性(%)核苷酸序列氨基酸序列1AJ132844蚕豆(Viciafaba)中国90.894.22JX183222辣椒(Capsicumannuum)韩国94.896.73JX183224辣椒(Capsicumannuum)韩国94.595.04JX183230辣椒(Capsicumannuum)韩国94.996.75JX183234辣椒(Capsicumannuum)韩国80.283.96KC625506蚕豆(Viciafaba)韩国81.184.27KC625507蚕豆(Viciafaba)韩国93.295.68KC625509辣椒(Capsicumannuum)韩国94.795.89KC625510辣椒(Capsicumannuum)韩国94.595.810KC625512豌豆(Pisumsativum)中国92.195.011KC625514辣椒(Capsicumannuum)韩国92.095.0876江苏农业学报㊀2023年第39卷第3期续表5㊀Continued5序号NCBI序列号寄主㊀㊀㊀㊀㊀㊀国家相似性(%)核苷酸序列氨基酸序列12KC625515辣椒(Capsicumannuum)中国92.294.713KC625516菠菜(Spinaciaoleracea)中国94.395.314KC625517菠菜(Spinaciaoleracea)韩国94.595.515KC625518菠菜(Spinaciaoleracea)韩国92.195.016KF498697辣椒(Capsicumannuum)中国80.685.417KJ825857红辣椒(Chilli)中国85.090.618KM076649益母草(Leonurussibiricus)韩国80.084.219KT380023辣椒(Capsicumannuum)韩国94.696.120KY606993蚕豆(Viciafaba)中国95.297.221MW192522太子参(Pseudostellariaheterophylla)中国80.383.622MW192526太子参(Pseudostellariaheterophylla)中国80.083.323NC003004赤苞花(Megaskepasmaerythrochlamys)新加坡79.982.5图4㊀BBWV2 ̄Q11和BBWV2 ̄Q14与NCBI已发表23个分离物LCP基因核苷酸序列的系统发育进化树Fig.4㊀PhylogenetictreesofBBWV2 ̄Q11andBBWV2 ̄Q14LCPgenenucleotidesequencesand23isolatespublishedinNCBIdatabase976邵宇纯等:茄子斑驳皱缩病毒病病原物的鉴定及分子进化分析表6㊀不同寄主BBWV2病毒LCP基因间的遗传距离分析Table6㊀GeneticdistanceanalysisofBBWV2virusLCPgenebetweendifferenthosts组群辣椒(Capsicumannuum)豌豆(Pisumsativum)菠菜(Spinaciaoleracea)红辣椒(Chilli)益母草(Leonurussibiricus)蚕豆(Viciafaba)太子参(Pseudostellariaheterophylla)赤苞花(Megaskepasmaerythrochlamys)茄子(Solanummelongena)辣椒(Capsicumannu ̄um)0.0870.0490.1950.3040.0600.2920.3140.058豌豆(Pisumsativum)0.0910.1920.2940.0860.2780.3070.090菠菜(Spinaciaoleracea)0.2010.3240.0570.3100.3160.063红辣椒(Chilli)0.2940.2000.2910.3320.197益母草(Leonurussibiri ̄cus)0.3010.0820.1040.306蚕豆(Viciafaba)0.2960.3060.054太子参(Pseudostellariaheterophylla)0.1060.305赤苞花(Megaskepasmaerythrochlamys)0.308茄子(Solanummelon ̄gena)㊀㊀不同寄主间BBWV2LCP基因的遗传差异(Fst)介于-0.019~0 920(表7)ꎬ其中ꎬ寄主辣椒(C.ann ̄uum)和蚕豆(Viciafaba)BBWV2LCP基因的遗传差异(Fst)最低为-0.019ꎬ其数值介于0ɤ|Fst|ɤ0 33ꎬ表明这两个寄主BBMV2病毒之间存在频繁的基因交流ꎻ寄主茄子(S.melongena)和太子参(Pseudostel ̄lariaheterophylla)BBWV2LCP基因的遗传差异(Fst)最高为0 920ꎬ其数值介于0.33ɤ|Fst|ɤ1ꎬ表明这两个寄主BBMV2病毒基因交流的频率很低ꎮ不同寄主BBWV2LCP基因之间基因流(Nm)介于0.02~13 41ꎬ其中ꎬ寄主茄子(S.melongena)和太子参(P.heterophylla)BBMV2病毒的基因流(Nm)最低为0 02ꎬ其数值Nm<1ꎬ表明这2个寄主BBMV2病毒之间很容易发生遗传漂变ꎻ寄主辣椒(C.annuum)和蚕豆(V.faba)BBMV2病毒的基因流(Nm)最高为13 41ꎬ其数值Nm>1ꎬ表明这两个寄主BBMV2病毒之间存在可以基因交流的通道ꎮ表7㊀不同寄主BBWV2病毒LCP基因间的遗传差异和基因流Table7㊀GeneflowandgeneticdifferentiationofBBWV2virusLCPgenebetweendifferenthosts寄主㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀统计量(Ks)基因分化系数(Gst)遗传差异(Fst)基因流(Nm)辣椒(Capsicumannuum)与菠菜(Spinaciaoleracea)96.4530.0030.1002.25辣椒(Capsicumannuum)与蚕豆(Viciafaba)117.5870.016-0.01913.41辣椒(Capsicumannuum)与茄子(Solanummelongena)90.2410.1890.4120.36辣椒(Capsicumannuum)与太子参(Pseudostellariaheterophylla)95.7400.0630.6090.16菠菜(Spinaciaoleracea)与蚕豆(Viciafaba)104.9050.0030.0713.27菠菜(Spinaciaoleracea)与茄子(Solanummelongena)34.2000.2900.5750.19菠菜(Spinaciaoleracea)与太子参(Pseudostellariaheterophylla)47.4000.0080.7740.73蚕豆(Viciafaba)与茄子(Solanummelongena)93.8890.2620.3150.54蚕豆(Viciafaba)与太子参(Pseudostellariaheterophylla)104.8890.0200.4840.27茄子(Solanummelongena)与太子参(Pseudostellariaheterophylla)16.5000.3330.9200.02086江苏农业学报㊀2023年第39卷第3期3㊀讨论为明确引起茄子斑驳和皱缩的病毒种类ꎬ本研究对表现出斑驳和皱缩的茄子样品进行siRNA高通量测序和RT ̄PCR检测ꎬ检测结果表明表现出斑驳和皱缩的茄子样品中含有BBWV2和TMVꎬ采用2种方法联合鉴定病毒种类显著提高了筛查的效率和准确度ꎮ这与柴阿丽等[19]通过siRNA进行高通量测序和RT ̄PCR技术鉴定出侵染茄子的烟草轻型绿花叶病毒(TobaccomildgreenmosaicvirusꎬTMG ̄MV)和番茄斑驳花叶病毒(Tomatomottlemosaicvi ̄rusꎬToMMV)和陈雅寒等[27]利用siRNA高通量测序技术和RT ̄PCR技术鉴定出侵染杏的亚洲李属病毒1(Asianprunusvirus1ꎬAPV1)和亚洲李属病毒3(Asianprunusvirus3ꎬAPV3)的研究方法相似ꎮ虽然siRNA高通量测序在茄子样品中检测出GVAꎬ但是RT ̄PCR未检测到GVA的存在ꎬ原因可能是siR ̄NA高通量测序过程中添加多个核苷酸时ꎬ插入和删除等测序错误造成的假阳性[28]ꎮ本研究检测出BBWV2和TMVꎬ说明甘肃省临洮县茄子斑驳皱缩症状是由多种病毒复合侵染造成的ꎬ原因可能是由于传毒介体与病毒之间互作所致ꎬ也有可能是由于寄主感染其中一种病毒后ꎬ失去抵御另外一种病毒的能力[29]ꎮ为明确BBWV2LCP基因序列的遗传多样性和分子进化关系ꎬ将获得的BBWV2 ̄Q11㊁BBWV2 ̄Q14和23个寄主来源不同的BBWV2分离物LCP基因核苷酸序列进行一致性分析ꎬ核苷酸序列及其编码的氨基酸序列一致性分别为79.9%~95 2%和80.5%~97 2%ꎮ这表明ꎬ虽然BBWV2的LCP基因有很高的保守性ꎬ但仍具一定程度的分子变异[29]ꎮ以ArMV为外群ꎬ构建系统发育进化树ꎬ并对不同寄主BBWV2分离物进行遗传距离和遗传差异分析ꎬ结果显示本研究寄主茄子(S.melongena)和太子参(P.heterophylla)BBWV2LCP基因之间遗传交流的频率很低ꎬ这与系统发育树中聚类结果显示一致ꎬ说明BBWV2的分离物之间有一定的寄主差异ꎮ参考文献:[1]㊀中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志[M].北京:科学出版社ꎬ1993:16.[2]㊀崔彦玲.无公害茄子标准化生产[M].北京:中国农业出版社ꎬ2006:1.[3]㊀EDWARDSONJRꎬCHRISTIERG.CRChandbookofvirusesin ̄fectionlegumesBocaRaton[M].America:CRCPressꎬ1991:263 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云南野生茄科砧木资源农艺性状调查与4种土传病害抗病鉴定
云南野生茄科砧木资源农艺性状调查与4种土传病害抗病鉴定作者:蒋舒蕊王怀正李静赵威赵凯朱海山来源:《南方农业学报》2021年第10期摘要:【目的】调查统计云南野生茄科砧木资源的农艺性状,筛选具有抗番茄青枯病、溃疡病、枯萎病和茄子黄萎病的材料,为茄科抗病优良砧木的收集和利用提供理论依据。
【方法】对云南野生茄科砧木进行主要农艺性状及田间常见病虫害调查,筛选出优良砧木,并与对照(自交系番茄5号)进行番茄青枯病、溃疡病、枯萎病和茄子黄萎病的抗性鉴定比较,利用主成分分析法及聚类热图对资源属间关系进行分析。
【结果】根据形态特性及主成分分析、聚类分析结果,可将材料归属为茄科的3个属,其中茄属材料17份,皆为直立型,主茎颜色主要为绿色,株高为82.42~292.29 cm,叶型均为长卵圆形,叶色为绿色和深绿色,花冠颜色以白色为主,果面皆有光泽,果色多数为橘红色,单果重在1.61~433.54 g;番茄属材料7份,生长习性以无限生长型为主,株型以半蔓性为主,叶片类型有普通叶型、复细叶型和薯叶型,叶片均为羽状复叶,花序类型为单式花序,花色皆为黄色,果实以中果型为主,果形有圆形、扁圆形和长圆形;辣椒属材料5份,株型有半直立型和直立型,主茎颜色绿色为主,叶形以长卵圆形为主,花冠颜色皆为白色,成熟果色红色,果面光滑有光泽,果顶形状以钝圆形为主。
主成分分析得出前3个主成分能反映所测15项农艺性状的绝大部分信息,累积贡献率为82.758%。
所有材料中7份抗病性、生长势、适应性均较好,且在相近苗期,砧木与接穗茎的粗度一致,茎叶无皮刺;5份具有优良的果实性状。
7份优良材料中,对青枯病表现免疫的3份,高抗2份;对溃疡病免疫的2份,高抗资源3份;对枯萎病没有表现免疫和高抗的资源,抗病2份;对茄子黄萎病免疫的3份,高抗1份;S-11免疫青枯病、溃疡病和黄萎病3种病害。
【结论】29份野生茄科资源属于3个属,其中7份砧木材料表现优良,2份(S-7和S-11)免疫青枯病和溃疡病,1份(S-11)免疫番茄青枯病、溃疡病和黄萎病,可为茄科蔬菜抗性基因的开发利用提供材料,且部分茄科砧木资源具有应用于生产的价值。
茄子种植的病毒病诊断与抗病品种选育
茄子种植的病毒病诊断与抗病品种选育茄子是我国重要的经济作物之一,但茄子种植常常受到各种病毒病的威胁。
病毒病是由病毒引起的茄子病害,会导致茄子植株畸形生长、减产甚至死亡。
因此,茄子种植者必须及时进行病毒病的诊断,并通过抗病品种选育来增加茄子的抗病能力。
茄子病毒病的诊断是通过病原检测和病状观察来进行的。
首先,可以收集茄子植株和受害的叶片进行病原检测。
病原检测可以使用多种方法,如PCR(聚合酶链反应)和ELISA(酶联免疫吸附试验)等。
这些方法可以检测出茄子植株中存在的病毒,并确定感染的种类。
另外,病状观察也是一种常用的方法。
茄子病毒病的病状通常包括叶片变黄、变褐、变绿或变红,畸形生长,果实变小等。
通过观察这些病状,可以初步判断是否是病毒病的感染。
在茄子病毒病的抗病品种选育方面,可以通过自然选择和人工选择来进行。
自然选择是通过观察自然环境中茄子植株的表现,选取抗病的个体进行繁殖,逐渐培育出抗病能力强的品种。
而人工选择则是通过人工干预,选择具有抗病性状的茄子植株进行杂交,增加抗病基因的遗传频率。
这样可以加快选育进程,提高茄子的抗病能力。
目前,已经有一些抗茄子病毒病的品种被选育出来。
例如,“状元茄子”就是一种抗病能力较强的茄子品种。
这种品种具有较高的抗病基因频率,能够有效防御多种茄子病毒病的感染。
另外,“紫茄3号”也是一种抗病能力较强的茄子品种。
这种品种通过人工选择和育种,具有了较高的抗病遗传素质,可以有效抵抗茄子病毒病的侵袭。
总之,茄子病毒病的诊断和抗病品种选育是茄子种植中非常重要的工作。
通过病原检测和病状观察,可以及时发现茄子病毒病的感染,并采取相应的措施。
同时,通过自然选择和人工选择,可以培育出抗病能力强的茄子品种,提高茄子的抗病能力,保障茄子种植的健康发展。
茄子病毒病的诊断和抗病品种选育在茄子种植中扮演着至关重要的角色。
茄子病毒病是由多种病毒引起的茄子病害,其中最常见的有番茄花叶病毒(TMV)、番茄黄化曲叶病毒(TYLCV)和茄花叶病毒(TEV)等。
茄子黄萎病抗病性鉴定_李海涛
文章编号:1002-1728(2006)01-0004-03茄子黄萎病抗病性鉴定李海涛,张子君,杨国栋,邹庆道,吕书文(辽宁省农业科学院园艺研究所,辽宁沈阳 110161)摘要:主要研究了茄子黄萎病的苗期接种鉴定技术。
利用PD 液体培养基振荡培养可产生大量的分生孢子,采用灌根法接种,接种浓度为2×107孢子/ml ,接种苗龄为2叶期,土温25℃,接种10d 后进行第1次发病调查,共调查3次。
对8份茄子材料进行了苗期人工接种抗病性鉴定,有2份材料表现高抗,1份材料表现感病,5份材料表现高感。
关键词:茄子黄萎病;抗病性鉴定;抗病性中图分类号:S436.412.1+9文献标识码:A 由大丽轮枝孢菌(Verticillium dahliae Kleb )引起的茄子黄萎病是生产上的主要病害之一,发生普遍,危害严重,在茄子各个生长期均可发病,以成株期发病最重。
成株多在坐果后开始表现症状,且多自上而下或从一边向全株发展。
叶片初在叶缘及叶脉间变黄,后发展至半边叶片或整片叶变黄,早期病叶晴天高温时呈萎蔫状,早晚尚可恢复,后期病叶由黄变褐,终致萎蔫下垂以至脱落,严重时全株叶片变褐萎垂以至脱光只剩茎秆。
由于该病的病原菌为土壤习居菌,具有高度抵抗不良环境的能力,药剂难于进行有效的防治。
因此,种植抗(耐)病品种是防治茄子黄萎病经济有效的途径。
而抗性鉴定则是选育抗病品种的不可缺少的手段。
我们于2003~2004年进行了茄子黄萎病抗病性鉴定方法的研究,通过选择和摸索,所得结果如下。
1 材料与方法1.1 鉴定材料托鲁巴母、刺茄、EF15圆茄、EF15长茄、EF45小圆茄、EF934、中黑茄、辽茄3号自交系。
1.2 菌源及接种体的制备菌种从沈阳农业大学园艺学院引进,经扩繁、鉴定、纯化后获得。
应用PDA 斜面保存菌种。
接种用的分生孢子的繁殖方法是采用PD 培养液,用250ml 三角瓶盛装100ml 培养液。
病菌在PDA 平板上(9cm ×9cm )培养,待菌落直径长至3~5cm ,从边缘打取直径0.4cm 的菌片,移入PD 培养液中,每瓶移入2个菌片(直径0.4cm ),110r /min ,25℃,震荡培养7d ,PD 培养液由透明液体变成乳白色液体。
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茄科物种全基因组抗病基因鉴定及其进化分析随着测序技术的快速发展,近年来多个茄科物种的基因组数据相继被释放,这为全基因组范围鉴定抗病基因和物种间比较基因组学的应用提供了平台。
植物中大部分(80%)抗病基因属于NBS-LRR类。
本研究通过隐马尔科夫模型(Hidden Markov Model,HMM)和BLAST的方法从栽培番茄Heinz1706、野生番茄LA716、栽培马铃薯DM1-3、栽培辣椒Zunla-1、野生辣椒Chiltepin和栽培烟草TN90中分别鉴定出463、485、1,152、1,665、2,042和374个NBS-LRR类抗病基因。
相比已报道的结果,本研究从番茄
Heinz1706和马铃薯DM1-3中鉴定出69和397个新抗病基因。
辣椒基因组内(尤其是野生辣椒Chiltepin)的抗病基因数目在已报道的二
倍体物种中是最大的。
使用BLSATN的方法(E值为1e-10),我们将本研究从茄科物种鉴定出的绝大多数抗病基因(>92%)划分到了87个抗病基因亚家族中,其中16个亚家族为TIR-NBS-LRR(TNL)类,71个为non-TNL(n TNL)类。
分析表明,TNL类抗病基因家族的基因结构较n TNL类抗病基因亚家族的基因结构更保守。
本研究以番茄基因组的抗病基为对象构建了147个VIGS沉默载体,覆盖番茄Heinz1706中81个抗病基因亚家族的64个,为未来番茄抗病基因的克隆提供了新的途径。
虽然茄科物种间抗病基因数目有巨大的差异(如野生辣椒Chiltepin中有2,042个抗病基因而栽培番茄Heinz1706只有463个),但是各个物种内抗病基因亚家族的数目却差不多(如野生辣椒Chiltepin和栽培番茄Heinz1706分别包含83和81个抗病基因亚家族)。
进一步分析发现,茄科物种间抗病基因数目的差异主要是由一些大的抗病基因亚家族造成,例如辣椒中22个大的抗病基因亚家族
包含全基因组约80%的抗病基因,其中在辣椒Zunla-1和辣椒Chiltepin中最大的5个抗病基因亚家族(Rpi-blb2、BS2、SL-0273、Sw5-c和I2)分别包含
832(50.0%)和1,027(50.3%)个抗病基因同源体,而这5个抗病基因亚家族在番茄Heinz1706、番茄LA716和烟草TN90却只含有84(18.1%)、95(19.6%)和73(19.5%)个抗病基因同源体。
辣椒中最大的两个抗病基因亚家族(Rpi-blb2和BS2)在辣椒属和茄属内所包含的抗病基因同源体数目相差巨大,例如BS2抗病基因亚家族在两个辣椒基因组内共包含626个同源体,但是在番茄和马铃薯内只包含10个同源体。
进一步分析发现这两个抗病基因亚家族的大部分同源体在茄科物种内没有序列交换,表明它们独立进化。
抗病基因位点I2/R3在茄科内是个抗病基因聚集的热点,很多抗病基因被定位在此位点,其中包括番茄中的Ty-2、SM,马铃薯中的R3、R6和R7等和辣椒中的L。
在本研究中,抗病基因Ty-2定位区间的一侧被定位在标记
M-148200(51.63Mb)。
该位点内的I2抗病基因亚家族在番茄Heinz1706和马铃薯DM1-3内分别包含36和71条同源体,数目相差近两倍。
这两个基因组内的大部分I2同源体都分布在11号染色体长臂近端粒处的几个Mb区域内。
根据该位点内的I2同源体的分布,可以进一步将该位点划分成9个亚位点,其中大部分的亚位点在两个基因组内所包含的I2同源体数目不同,而且有的亚位点还存在有和无的多态性。
通过序列分析,我们发现番茄中的I2同源体有Type I和Type II两种典型的进化模型,但是马铃薯中的I2同源体却没有Type II类进化模式。
对该位点基因结构、复制类型和进化模型的了解可能为以后从该位点克隆抗病基因提供参考帮助。
文献报道马铃薯中的R3a(I2同源体)可以被mi R482切割,但是通过生物信息预测和实验验证的方法,我们发现番茄内的I2同源体可以被另一个mi RNAs(mi R6024)切割,并且可以产生21-nt的tasi RNAs。
通过分析十个物种内的mi R6024序列,我们推测mi R6024是茄科特有的mi RNA家族。
综上所述,本研究通过对茄科物种全基因组范围内抗病基因的鉴定、番茄抗病基因亚家族的划分、抗病基因的进化分析以及抗病基因VIGS沉默载体的构建,为茄科抗性资源的利用以及抗病基因的快速克隆奠定了基础。