逆转座子Tos17的激活与水稻白叶枯病成株抗性的关系
水稻生产中抗逆性状的遗传与分子机制
水稻生产中抗逆性状的遗传与分子机制水稻是世界上最重要的粮食作物之一，其重要性不言而喻。
然而，水稻的生产面临着各种各样的压力，包括气候变化、土地退化、病虫害等。
为了增强水稻的生产力和稳定性，我们需要了解水稻抗逆的遗传和分子机制。
一、水稻抗逆性状水稻的抗逆性状包括耐旱、耐盐、耐寒、耐病等。
这些性状的遗传基础非常复杂，涉及到多种遗传因素的互作。
1. 耐旱性水稻的耐旱性是指在干旱条件下，水稻能够维持正常的生长和发育。
该性状的遗传基础涉及到多个基因的调控。
例如，qDTY1.1和qDTY2.2这两个基因是调节水稻在干旱条件下产量的关键基因，它们可以提高水稻的根系吸水能力和抗氧化能力，从而增强水稻对旱情的适应能力。
2. 耐盐性水稻的耐盐性是指在盐碱土壤条件下，水稻能够正常地进行生长和发育。
该性状的遗传基础也非常复杂，涉及到多个基因的调控。
例如，OSNHX1基因可以增加水稻在高盐环境下的生长和产量，而且可以降低水稻的盐积累量。
3. 耐寒性水稻的耐寒性是指在低温环境下，水稻能够正常地进行生长和发育。
该性状的遗传基础也很复杂，因为低温对水稻的影响涉及到多个生理和代谢过程。
例如，COLD1基因能够提高水稻在低温条件下的生长速度，并促进其花药发育。
4. 耐病性水稻的耐病性是指在病菌侵染的情况下，水稻能够自我保护和抵御病害。
该性状的遗传基础也非常复杂，涉及到多个基因的调控。
例如，Xa21基因可以提高水稻对稻瘟病的抗性，而Pi-zt5基因可以提高水稻对稻瘟病和白叶枯病的抗性。
二、水稻抗逆性状的遗传机制水稻抗逆性状的遗传机制是非常复杂的，因为它们涉及到多个遗传因素的互作。
以下是一些典型的遗传机制：1. 单基因控制水稻的抗逆性状中有些是单基因控制的，例如Xa21和Pi-zt5。
这些基因通过编码蛋白质来调节水稻的免疫反应和抵御病害。
2. 多基因控制大部分水稻抗逆性状都是多基因控制的，例如耐旱性和耐盐性。
这些性状涉及到多个基因的调控，这些基因可以调节水稻的根系吸水能力、光合作用、抗氧化能力等生理过程。
水稻抗逆机制及其应用研究
水稻抗逆机制及其应用研究水稻作为全球最重要的粮食作物之一，其生产和质量对全球粮食供应和人类生存至关重要。
但是，水稻的生长受到很多环境的影响，如干旱、盐渍化、病害等等，这些环境因素都会降低水稻的生产和品质。
因此，研究水稻抗逆机制变得尤为重要。
一、水稻抗逆的机制1. 干旱逆境在干旱逆境下，水稻的光合作用会受到影响，导致光合产物的合成量减少，这会影响植物的生长和发育。
但是，水稻能够通过调控其体内的雌雄同株基因、ABA、脯氨酸等途径来应对干旱逆境。
雌雄同株基因是水稻干旱逆境中的一个关键调节因子。
研究表明，在干旱逆境中，水稻体内大量积累的雄性雌花转录因子OsMADS58能够控制植物的雌雄同株性，从而减少植物水分的消耗，更有效地应对干旱。
ABA和脯氨酸在水稻干旱逆境下也发挥了重要作用。
ABA是植物在干旱逆境中产生的一种激素，它能够促进植物的根系发育和水分吸收，从而增加植物在干旱逆境下的耐受性。
脯氨酸是水稻干旱逆境中产生的另一种物质，它能够维持植物的生理平衡，促进植物的生长和发育，在干旱逆境下起到重要的作用。
2. 盐渍逆境盐渍逆境是水稻生长的重要限制因素之一。
在盐渍逆境下，水稻的细胞膜会被破坏，导致细胞的死亡，从而限制了植物的生长和发育。
但是，水稻能够通过调控其体内的抗氧化系统、离子调节和生物柴油等途径来应对盐渍逆境。
抗氧化系统是水稻盐渍逆境中的一个重要保护机制。
在盐渍逆境下，植物会产生大量的氧自由基，这些自由基会对植物细胞造成损伤，导致细胞死亡。
水稻能够通过活性氧清除酶、超氧化物歧化酶等酶类将氧自由基转化为稳定的分子，从而减少植物细胞的损伤。
离子调节也是水稻盐渍逆境中的一个关键调节因子。
在盐渍逆境下，水稻细胞内外离子的平衡被打破，导致植物的生长和发育受到限制。
水稻通过调节离子的吸收和转运，维持细胞内外离子的平衡，从而增加植物在盐渍逆境下的耐受性。
生物柴油在水稻盐渍逆境下也起到了重要的作用。
研究表明，一种名为紫杉醇的化合物能够促进水稻生物柴油的产生，这些生物柴油能够保护植物的细胞膜，促进植物的生长和发育，在盐渍逆境下发挥了重要的作用。
水稻转座子受驯化选择和在抗病抗逆中的调节功能
水稻转座子受驯化选择和在抗病抗逆中的调节功能作者：张迎来源：《粮食科技与经济》2019年第07期近日，何祖华研究组宣布了一个重大研究结果——发现水稻转座子受驯化选择和在抗病抗逆中的调节功能。
该项研究发现自然条件下一个活跃的反转录转座子HUO（“活”），该转座子广泛存在于野生稻基因组中，部分存在于考古水稻样本和农家种，但在现代栽培稻中丢失。
研究揭示HUO通过表观遗传学途径影响基因组水平的功能基因，激活基因组的不稳定性/防卫反应，这些都有利于野生稻适应复杂多变的自然环境。
但由于HUO的存在不利于对栽培稻高产稳产的需求，该转座子在水稻驯化和育种过程中被逐步选择性删除。
该研究首次提出转座子元件也可以像功能基因一样，在物种驯化过程中被选择，拓展了人们对转座子功能和物种驯化机理的认识。
转座子是高等生物基因组的主要组成部分，约占水稻基因组的35%，人基因组的45%，小麦基因组的90%。
作为进化的动力来源，转座子为基因组结构变异、新基因产生、基因功能多样化提供了物质基础，保持了基因组的不稳定能力，为物种适应复杂多变的自然环境提供了基础。
已在多种作物中发现转座子参与驯化过程，如玉米、番茄、葡萄、甜橙、橡胶树。
转座子活动导致功能基因变异，产生人们喜爱的农艺性状而被选择。
然而转座子本身是否像功能基因一样作为驯化选择的靶标还未有报道。
何祖华研究组曾在2006年指出控制水稻长穗颈的EUI1基因，揭示了一条赤霉素代谢新途径，并调控水稻田间抗性。
正是HUO的跳跃导致EUI1基因突变。
经过多年研究，发现HUO通过RNA介导的DNA甲基化途径调节基因表達，降低抗病与产量性状，但激活抗逆性状，导致其在水稻驯化和育种过程中逐渐被删除。
同时发现HUO也受到基因组防卫体系的严格控制。
HUO的发现有利于探究转座子作为直接选择靶标在驯化中的意义，也有利于全面认识转座子在基因组进化中的功能。
水稻抗逆性状形成的分子机制研究
水稻抗逆性状形成的分子机制研究水稻是我国的重要粮食作物之一，其种植面积和产量都处于世界领先地位。
然而，随着全球气候变化和环境污染程度的不断加剧，水稻面临的逆境压力也越来越大，如干旱、低温、盐碱等。
因此，揭示水稻对逆境的适应机制和抗逆性状的形成，对于提高水稻生产力，保障粮食安全，具有重要意义。
水稻对逆境的适应机制与抗逆性状的形成研究，涉及许多领域，如植物生理学、细胞生物学、遗传学、分子生物学等。
本文将从分子层面探讨水稻抗逆性状形成的机制，主要包括逆境信号感知、信号传递、基因表达调控等方面。
一、逆境信号感知植物对逆境的感知和响应过程，可以分为三个步骤：信号感知、信号传递和响应产生。
其中，信号感知是逆境响应的第一步，决定了后续信号传递和响应的方向和强度。
水稻对干旱、低温等逆境的感知和响应机制已经有了一定的研究。
1. 干旱信号感知在干旱胁迫下，植物细胞内水分的减少，引起细胞膜的紧张和变性，细胞内Ca2+浓度增加等一系列的生理变化。
这些变化被称为干旱感知的启动信号。
目前已经鉴定出多个水稻干旱感知基因，如OsLti6、OsMAPK5、OsSAPK2等。
其中，OsLti6编码一种Ca2+调节的离子通道，能够响应胞内钙离子浓度的变化，参与干旱的感知和响应。
OsMAPK5和OsSAPK2属于MAPK家族的成员，能响应胞内Ca2+浓度的增加，并通过磷酸化作用，促进下游基因的表达和逆境应答。
2. 低温信号感知在低温胁迫下，植物细胞膜的流动性降低，导致离子交换和物质转运的受阻，进而导致膜电位的变化，从而激活一系列相应基因的表达。
目前已经鉴定出若干水稻低温感知基因，如OsWAK112d、OsTCH4、OsPKS1等。
OsWAK112d编码一种细胞膜受体激酶，能够响应温度的变化，调节下游抗逆基因的表达。
OsTCH4编码一种蛋白质，其在低温下能够调控胞内离子通道的开放和关闭，从而保护细胞膜的稳定性。
OsPKS1则是一种抗寒酶，能够催化过氧化物的分解，保护植物细胞免受低温的伤害。
水稻不育系抗白叶枯病与体内酶活性变化的关系
水稻不育系抗白叶枯病与体内酶活性变化的关系孔凡明;许志刚【期刊名称】《安徽农业大学学报》【年(卷),期】1998(25)3【摘要】在珍汕９７不育胞质和相应的正常胞质孕穗期接种白叶枯病菌Ａｈ２８和Ｏｓ１４等菌株，测定从接种到表现症状时与抗病性有关的苯丙氨酸解氨酶（ＰＡＬ）、过氧化物酶（ＰＯＸ）和多酚氧化酶（ＰＰＯ）的活性变化。
结果表明，在稻叶与白叶枯病菌互作进程中，当接种后，稻叶内ＰＡＬ和ＰＯＸ活性立即升高，尤其是ＰＡＬ在互作的６ｈ内，活性已急剧增加，第２４～４８ｈ，ＰＡＬ活性升至最大值；在互作的第２４～９６ｈ，各处理的ＰＯＸ活性相继增加至最高峰；而ＰＰＯ活性在接种后的最初６ｈ下降，６ｈ后活性转而上升并于第７２ｈ达到高峰。
在珍汕９７不育胞质与Ａｈ２８的互作体系中，ＰＡＬ活性高峰来临比正常胞质迟２４ｈ，峰值低１４．８％，ＰＯＸ活性高峰期维持时间比正常胞质短４８ｈ，而ＰＰＯ活性除上升速率明显低于正常胞质外，峰值也低３７．８％。
因此，ＰＡＬ、ＰＯＸ和ＰＰＯ活性与稻株抗病性呈正相关。
【总页数】7页(P217-223)【关键词】水稻;不育胞质;白叶枯病菌;酶活性【作者】孔凡明;许志刚【作者单位】合肥经济技术学院原料学系;南京农业大学植保系【正文语种】中文【中图分类】S432.1;S511.01【相关文献】1.水稻不育系抗白叶枯病的胞质效应 [J], 孔凡明2.硅对水稻叶片抗氧化酶活性的影响及其与白叶枯病抗性的关系 [J], 薛高峰;宋阿琳;孙万春;李兆君;范分良;梁永超3.水杨酸诱导的水稻对白叶枯病的系统抗性与未处理叶酶活性的变化 [J], 王海华;曹赐生;康健;曾富华4.硝酸镍诱导水稻白叶枯病抗性与防卫反应酶活性的变化 [J], 王海华;汪琼;肖用森;康健5.水稻白叶枯病成株抗性与过氧化氢含量及几种酶活性变化的关系 [J], 沙爱华;黄俊斌;林兴华;张端品因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
水稻白叶枯病抗性基因的研究与分子育种
《生物工程进展》1999,V ol.19,No.6水稻白叶枯病抗性基因的研究与分子育种翟文学 朱立煌(中国科学院植物生物技术实验室 北京 100101)由革兰氏阴性菌黄单孢水稻变种(X anthomonas ory z ae pv.ory z ae,X oo)引起的白叶枯病是世界水稻生产中最严重的细菌性病害。
白叶枯病是一种维管束病害,自然条件下,病菌通常由水孔或伤口侵入,沿叶脉产生灰白色病斑。
田间常在分蘖期观察到病症,并随植株的生长而发展,至抽穗期达到高峰。
水稻遭受白叶枯病后,一般减产20%—30%,严重时甚至绝收。
白叶枯病最早于1884年在日本福岗地区发现。
50年代以来,发病范围扩大,目前白叶枯病的发生范围已遍及世界各水稻产区[1,2,3]。
由于其危害严重,而化学防治难以奏效,种植抗病品种是经济有效的防治方法,这引起育种家们对抗病性和遗传规律研究的重视。
多年来的研究在理论上和应用上取得了许多进展,主要表现在下面几个方面:从基因对基因的学说解释寄主和病原菌的相互作用,建立了标准的单基因寄主和相对应的病原菌生理小种的鉴别系统;随着水稻基因组研究的开展,通过分子遗传图谱和物理图谱的构建,对抗性基因进行了定位和克隆;利用分子标记辅助选择和基因工程手段,开始了水稻白叶枯病抗性的分子育种工作。
本文将从这几个方面对水稻白叶枯抗性基因的研究与应用进行概述和讨论。
1 水稻对白叶枯病的抗性研究与抗性基因的鉴定 植物抗病性的遗传研究开始于本世纪初叶。
1905年英国遗传学家Biffen通过对小麦抗条锈病的系统研究,证实抗病性是由基因控制,并和其它性状一样是独立遗传的。
与其它作物病害相比,稻白叶枯病的抗性利用开始得较晚。
日本最早利用寄主抗性防治稻白叶枯病,自1923年开始抗病育种以来,自成一套抗病性评价和利用体系。
根据品种对菌群的不同反应,在5个菌群上育成了7个品种抗性群[4]。
并且于1957年当源于农林27的抗性品种“朝风”因新菌系的出现而丧失抗性时,发现了稻白叶枯病菌致病性的专化作用。
稻黄单胞菌白叶枯致病变种与寄主水稻互作机制
稻黄单胞菌白叶枯致病变种与寄主水稻互作机制稻黄单胞菌白叶枯致病变种与寄主水稻互作机制研究进展Current Progress in the Research on the Interaction mechanism of Xanthomonas oryzae pv. oryzae with Rice 摘要：由稻黄单胞菌水稻致病变种（Xanthomonas oryzae pv. oryzae, Xoo）引起的水稻白叶枯病是目前水稻最严重的细菌性病害之一，对水稻生产具有极大威胁。
Xoo主要以hrp基因簇编码的三型分泌系统将效应分子注入寄主细胞中，促使其产生抗感病性。
TAL 效应子(Transcription activator Like effector) 作为黄单胞杆菌的蛋白类效应子之一，能够通过三型分泌系统(Type III secretion system，TTSS) 进入植物的细胞核，并与特定基因启动子DNA 结合，类似于真核生物转录因子，启动植物基因的表达，以控制植物的生理生化进程，进而引发抗感病性。
Abstract The Xanthomonas oryzae pv. Oryzae, Xoo cause of Rice Bacterial Blight is at present the most serious bacterial diseases of rice, one of the great threat of rice production has Xoo mainly hrp gene encoding the third Type of the secretion system will effect into host cells of molecules, and urges the produce of feeling sick sexual .Transcription activator Like effector as one kind of Xanthomonas oryzae pv. Oryzae protein effectors , can through the Type III secretion system, TTSS into the nucleus of plants, and And with a particular gene promoter DNA union, similar to the eukaryotes transcription factors, start plant gene expression, to control the plant the physiological and biochemical process and trigger a feeling of disease resistance.水稻是我国重要的粮食作物，种植面积约占粮食作物总面积的30％，而总产占粮食总产的40％。
6个已克隆水稻白叶枯病抗性基因及其作用机理(综述)
6个已克隆水稻白叶枯病抗性基因及其作用机理(综述)王涛;王长春;胡海涛;严成其;杨玲【摘要】The bacterial blight of rice is caused by the pathogenic bacterium Xanihomonas oryzae pv. Oryzae (Xoo ) , which resulted in great loss of rice yield and even led to lose production completely. More than 30 resistance genes had been I-dentified, and only seven genes (Xal, Xa21, Xa23,Xa3/Xa26, Xa27, xa5 and xal3) had been cloned- The structure,encoded protein and action mechanism of the cloned resistance genes, except Xa23, were reviewed in this paper.%水稻白叶枯病由Xanthomonas oryzaepv.oryzae( Xoo)致病菌引起,导致水稻减产甚至绝收.到目前为止,已有30多个白叶枯病抗性基因被发现,其中仅有Xa1,Xa21,Xa23,X3/Xa26,Xa27,xa5和xa13等基因被克隆.文章概述了其中6个(除Xa23)已克隆抗病基因的结构、表达产物及其作用机理的研究进展,指出该方面研究存在的问题,分析了原因.【期刊名称】《浙江农业学报》【年(卷),期】2011(023)006【总页数】8页(P1282-1289)【关键词】水稻白叶枯病;抗病基因;作用机制【作者】王涛;王长春;胡海涛;严成其;杨玲【作者单位】浙江师范大学化学与生命科学学院,浙江金华321004;浙江师范大学化学与生命科学学院,浙江金华321004;浙江师范大学化学与生命科学学院,浙江金华321004;浙江省农业科学院病毒与生物技术研究所,浙江杭州310021;浙江师范大学化学与生命科学学院,浙江金华321004【正文语种】中文【中图分类】S435.111水稻白叶枯病是由革兰氏阴性菌黄单胞杆菌水稻变种(Xanthomonas oryzae pv.oryzae，Xoo)引起的，是水稻三大病害之一，在世界上几乎所有的水稻种植区均有发生［1－3］，我国除新疆、西藏和东北的北部以外均有不同程度的发生，长江以南和江淮平原籼稻产区是常发区［4］，严重影响水稻产量。
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摘!要! 为了研究水稻白叶枯病成株抗性是否与逆转子激活有关 $ 运用 * * G H! I 0 + 0 7 9 0 A I 0 9 6 ; 6 95 B 8 6 ; 6 9 5 / 6 7, 8 A J , , 3 清水接种及健康植株的基因组进行了逆转座 子 扫 描 ( B . = 6 I B"对成株抗性品种苗期和成株期接种白叶枯病原菌 * , 在筛选的约 !& 两 个 受 成 株 期 生 长 发 育 诱 导 激 活$ 苗期 & & 个逆转座子基因片段中 $ ? 个受苗期生 长 发 育 诱 导 激 活 $ 而病原菌诱导产 和成株期各有 ( 个受病原菌诱导激活 ( 苗期生长发育诱导激活产生的逆转座子 数 目 高 于 成 株 期 $ 生的逆转座子数目与成株期相当 $ 表明水稻白叶枯病成株抗性可能与生长发育诱导的逆转座子激活相关 ( 关键词 ! 水稻 ) 白叶枯病 ) 成株抗性 ) & / 0 # " 中图分类号 ! * ’ # #!!! 文献标识码 ! G!!! 文章编号 ! ! " & ! ’ (F? " " ! ! & & ’ & !F& # $ #F& %
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研究快报
逆转座子 & / 0 # " 的激活与水稻白叶枯病 成株抗性的关系
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