番茄抗叶霉病基因Cf-10的精细定位及抗病应答机制分析

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2023年上海市金山区高三高考二模生物试卷含详解

2022学年第二学期质量监控高三生物学试卷植物生理1．番茄原产南美洲，是一年生草本植物，由根茎叶组成。

其中根和茎分别为地下和地上营养器官，叶中能进行光合作用，制造糖类等有机物质。

番茄浆果中含有丰富的胡萝卜素、维生素0和B族维生素，既可作为蔬菜也可作为水果。

(1)根尖、茎尖和嫩叶等生长活跃的部位能合成生长素。

一定浓度的生长素除了可促进番茄果实的发育外，还能促进根和茎的生长，但生长素浓度过高反而会抑制根和茎的生长，这体现了生长素在调节植物生长时表现出_______________性。

(2)如图1所示，光合作用过程中吸收、转换光能的色素分布在_______________（编号选填），光能最终转换成_______________能储存在糖分子中。

(3)光合作用产生的可溶性糖中有些属于还原糖，可用_______________试剂鉴定。

下列可溶性糖可能存在于番茄等植物中的是_______________。

A．蔗糖B．果糖C．乳糖D．葡萄糖某科研小组以某种盆栽番茄为材料，设置“常温+常态CO2浓度”（对照）“常温+高CO2浓度”“高温+常态CO2浓度”“高温+高CO2浓度”共4个组进行实验，检测植株中的可溶性糖和淀粉含量变化。

图2为实验45天时测得相关物质含量情况。

(4)科研小组在进行实验时，应设置的合理实验条件是_______________。

（编号选填）①湿度相同①光照强度相同①CO2浓度相同①温度相同①每组30株番茄①每组1株番茄①番茄生长状况基本一致(5)一般果实中可溶性糖含量越高，果实的甜度就越高。

据图所示实验结果分析可知，提高番茄果实甜度的措施是______________________________。

(6)据图所示实验结果分析，与在常温下相比，不同的CO2浓度条件下，高温对番茄光合作用有什么影响？并说明理由。

_____________________。

遗传病2．脆性X综合征（FXS）患者在X染色体长臂末端有一脆性部位（细丝部位），是由于X 染色体上编码F蛋白的基因中序列CGG重复过度扩增导致。

分子植物病理学

分子植物病理学
Molecular Plant Pathology
绪
论
1、概念（conception）
分子植物病理学是在分子水平上研究并解释植物病理现象、讨论和解决植物病害防治理论及其途径的科学。
2、研究内容(contents)
应用分子生物学理论和DNA重组技术，研究植物病害的发生机制，阐明病程中，寄主－病原物相互作用的分子基础；寄主、病原物与病程相关的基因及其结构、表达和调控机制。
病毒：TMV，ALMV，CMV，TRV，
PVX，PVY，SMV，BMV，RSV
寄主：烟草，番茄，马铃薯，大豆，水稻
5.1.2 植物病原细菌无毒基因的研究
自第一个植物病原细菌无毒基因avrA从丁香假单胞菌大豆致病变种6号生理小种中被克隆后，目前已从丁香假单胞菌、甘蓝黑腐黄单胞杆菌的不同变种和青枯假单胞菌等植物病原细菌中克隆了40多个无毒基因，远远超过从其它植物病原菌中克隆到的无毒基因。细菌无毒基因产物在植物细胞内的定位及气与激发子 HR的关系是近年来的研究热点之一。研究结果表明，无毒基因产物实现其激发子功能的场所不在胞外空间，而是依赖于功能性hrp(Hypersensitive responses and pathogenicity)基因产物直接将无毒基因产物从菌体内转移到寄主细胞质内，从而实现其激发子功能。
究，从个体到群体分析有关基因的作用和功能表现的调节。
4、分子植物病理学的发展（history）
分子植物病理学是植物病理学中最年轻的分支，是在遗传学、细胞生物学、分子生物学、生物化学和生物物理学等现代学科发展和影响下逐渐形成的。然而，由于各种病原物的分类地位及其所从属的学科不同，因此，在各种植物病害的研究中，运用分子植物病理学观点和方法对其进行研究的水平是不平衡的。

番茄黄化曲叶病毒病的研究进展分析

番茄黄化曲叶病毒病的研究进展分析番茄黄化曲叶病毒病（Tomato yellow leaf curl virus，TYLCV）是一种由番茄黄化曲叶病毒引起的病毒性疾病，主要侵害番茄等寄主作物，给农业生产带来了严重的危害。

近年来，由于全球气候变暖和国际贸易的发展，TYLCV的传播范围逐渐扩大，对作物的生长发育和产量造成了不可忽视的影响。

对TYLCV的研究变得尤为重要。

本文将对TYLCV的研究进展进行分析，包括病毒的结构与遗传特性、病毒的传播途径、宿主的免疫机制以及防控策略等方面，旨在为疫情防控和作物保护提供科学依据。

一、病毒的结构与遗传特性TYLCV属于甲型双生病毒科（Geminiviridae）中的短侧翼双生病毒属（Begomovirus），是一种圆形DNA病毒。

其基因组由两条单链DNA组成，分别称为A组和B组。

A组DNA包含六个开放阅读框（ORF），编码了病毒的外被蛋白（CP）和复制相关蛋白（Rep），B组DNA 编码了病毒的移动蛋白（MP）和包装蛋白（BC1）。

TYLCV的基因组结构相对简单，但其中的许多基因或蛋白在病毒侵染过程中起着重要的作用。

研究发现，TYLCV的遗传变异性较高，不同地理种群和寄主范围的TYLCV具有一定的遗传多样性。

这种遗传变异性可能影响病毒的毒力和致病性，也可能导致病毒对抗病毒抗性基因的破坏。

对TYLCV的遗传特性进行深入研究，有助于理解病毒的传播规律和致病机制，为防控TYLCV提供科学依据。

二、病毒的传播途径TYLCV主要通过白粉虱传播，白粉虱是TYLCV的传播媒介和主要宿主。

成虫和若虫通过取食受感染的植物汁液，将病毒传播至健康植物，引起新的感染。

TYLCV还可通过种子、嫁接和人工接种等途径传播。

在实际生产中，白粉虱的防治成为防控TYLCV的重点。

值得注意的是，近年来研究发现，病毒的横向转移也是TYLCV的传播途径之一。

通过分子生物学和生态学的方法，发现了一些非寄主植物（如杂草、野生植物等）可能是TYLCV 的潜在宿主或过渡宿主，这为病毒的传播提供了新的可能途径。

番茄sharpc5抗白粉病功能分析

中国农业科学 2020,53(1):65-73 Scientia Agricultura Sinica
doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2020.01.006 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
番茄 ShARPC5 抗白粉病功能分析
冯婵婧, 孙广正, 王阳, 马青
（西北农林科技大学植物保护学院/旱区作物逆境生物学国家重点实验室，陕西杨凌 712100）
关键词：番茄白粉病；抗病性；肌动蛋白微丝骨架；ARP2/3 复合体；ARPC5
Functional Analysis of Gene ShARPC5 Involved in Tomato Resistance to Powdery Mildew
FENG ChanJing, SUN GuangZheng, WANG Yang, MA Qing
66
中国农业科学
53 卷
cellular processes, including those associated with response to stress. In this study, tomato ARPC5, encoding a subunit protein of the ARP2/3 complex, was cloned and identified for disease resistance. The results will lay a foundation for upgrading tomato genomic information, further studying the resistance mechanism and molecular breeding【. Method】ShARPC5 was annotated from the genomic databases and cloned from tomato LA1777 (S. habrochaites). DNAMAN 6.0 was used for multiple sequence alignment and MEGA 6.0 was used for constructing phylogenetic tree. The prediction of protein subcellular localization was performed using ProtComp v. 9.0. The qRT-PCR was used to compare the expression of ARPC5 in the high-sensitive variety Moneymaker (MM) and high-resistant variety LA1777 induced by Oidium neolycopersici (On-Lz). The correlation between On-Lz infection and ARPC5 expression was analyzed. The function of ShARPC5 involving in tomato resistance to On-Lz was further verified by the technology of virus-induced gene silencing (VIGS). The phenotypic changes of ShARPC5-silenced and wild-type lines were observed. Hypersensitive response (HR) and H2O2 production were detected by trypan blue and DAB staining, respectively, and the expression of some marker genes related to plant disease resistance was assayed in ShARPC5-silenced plants. Additionally, genetic transformation of Arabidopsis thaliana was conducted by Agrobacterium-mediated floral-dip method. The phenotypic changes of transgenic and wild-type lines were observed, and the number of conidia per lesion was also counted.【Result】The S. habrochaites ARPC5 was identified and characterized. ShARPC5 encodes a 132-amino-acid protein possessing a conserved P16-Arc domain. Compared with the compatible interaction between tomato MM (Moneymaker) and On-Lz, the expression of ShARPC5 was significantly up-regulated in incompatible interaction between tomato LA1777 and On-Lz, especially at 18 hpi. Silencing of ShARPC5 in tomato could increase the susceptibility to the powdery mildew pathogen On-Lz. The expression of PR1b1, a maker gene related to signal regulation, was significantly down-regulated after silencing of ShARPC5. The histological observation showed that the induction of hypersensitive cell death and the generation of reactive oxygen were reduced in silenced-ShARPC5 tomato plants compared with wild types. Transient over-expression of ShARPC5 in tobacco could rapidly produce necrotic spots. Conversely, over-expression of ShARPC5 in A. thaliana, followed by inoculation with On-Lz, showed enhanced resistance.【Conclusion】ShARPC5 is an important gene which can reduce the incidence of tomato powdery mildew, and has a great application value in the mechanism study of tomato resistance to powdery mildew. At the same time, it can be used as a candidate gene for molecular breeding of tomato powdery mildew resistance.

番茄叶霉病拮抗放线菌菌株A-10的鉴定

番茄叶霉病拮抗放线菌菌株A-10的鉴定程浩;齐小辉;闫建芳;于基成;刘秋;刘志恒【期刊名称】《吉林农业大学学报》【年(卷),期】2009(031)003【摘要】对分离自东北蔬菜保护地土壤的1株番茄叶霉病拮抗放线菌菌株A-10进行了形态学、培养特征及生理生化分析.鉴定结果表明:放线菌A-10除在ISP4培养基上不生长之外,在大多数培养基上生长良好,基内菌丝无横隔,不断裂,气生菌丝体形成孢子链,孢子丝呈波曲、直形或形成单环.上述特征与纤维素链霉菌(streptomyces cellulosae)高度相似.聚类分析结果表明,二者的16s rDNA序列的相似性达到了99%.因此,可将链霉菌A-10定名为纤维素链霉菌A-10(Streptomyces cellulosae A-10).【总页数】4页(P248-251)【作者】程浩;齐小辉;闫建芳;于基成;刘秋;刘志恒【作者单位】沈阳农业大学植物保护学院,沈阳,110161;大连民族学院生物技术与资源利用国家民委-教育部重点实验室,大连,116600;大连民族学院生物技术与资源利用国家民委-教育部重点实验室,大连,116600;大连民族学院生物技术与资源利用国家民委-教育部重点实验室,大连,116600;大连民族学院生物技术与资源利用国家民委-教育部重点实验室,大连,116600;大连民族学院生物技术与资源利用国家民委-教育部重点实验室,大连,116600;沈阳农业大学植物保护学院,沈阳,110161【正文语种】中文【中图分类】S436.412.1【相关文献】1.番茄早疫病拮抗放线菌10-4菌株的发酵条件 [J], 何建清;张格杰;尹明远2.高放射土壤中拮抗放线菌菌株的筛选及鉴定 [J], 李阳;李健强;宋素琴;王静;楚敏3.一株拮抗放线菌菌株的筛选与鉴定 [J], 郭春燕;王旭正;刘少杰;于金凤4.番茄叶霉病菌不同菌株粗毒素对种子萌发的影响 [J], 赵晓军;王美琴;刘慧平;韩巨才5.番茄叶霉病菌对多菌灵抗药性的诱导及抗性菌株特性研究 [J], 王美琴;刘慧平;张智广;韩巨才因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

番茄种质资源黄化曲叶病毒病抗性的鉴定与评价

accuracy was up to
81.40%. A t the same tim e ， we recommended 25 tomato varieties of resistance to TYLCV such as M -17，
番煎（ [yco& e% co" e3 ; Ze" $ 0 ) 是世界上广泛种植的一种蔬菜作物，也是我国主栽的蔬菜作物之一。近年来，番茄病虫害迅速扩散蔓延，其中番茄黄化曲叶病毒病（ TYLCD) 是限制番茄生产的一种重要病害。T Y L C D 是由双生病毒科（ V 0 ! ! r ! / e )菜豆金
(河南省农业科学院园艺研究所，河南郑州450002) 摘要：鉴于目前商业番茶品种黄化曲叶病毒病抗性难以贩别，对 8 6 份番 t 种质的番 t 黄化曲叶病毒（ T Y L C V )抗性基因进行 P C R 检测并进行田间抗病性鉴定。结果表明，目前抗 T Y L C V 番茄种质抗性基因主要是9 - < / $ - < 和 9 - </$ - < + 9 -)， 2种类型抗病种质（ 19份、 23份）分别占总抗病种质（ 61份）的 31. 1 5 % 和 37. 7 0 % 。在仅含有 9 - < 基因的 2 5 个番茄种质中，有 8 0 . 0 0 % 田间表现抗病，而同时含有 9 - < 3 9 - )/ 2 个基因的 2 6 个番茄种质中，田间抗病率达 100%，说明抗性基因具有累加效应。通过抗性基因 P C R 方式进行抗病检测，准确率达到81.40%。同时推荐了 M - 1 7 号、达丽等 2 5 份抗 TYLC V番茄优良品种。关键词：番茄黄化曲叶病毒；9 - < 基因；9 - 2 基因；9 - ) 基因；抗性鉴定中图分类号： S436.412. 1 文献标志码： A 文章编号 & 1004 -3268(2017)05 -0077 -07

华中农大番茄课题组在番茄生物碱调控机制研究中取得新进展

10～15叶节的雌花进行人工授粉，每蔓保留约3个果实，在第25～30叶节处摘心。

坐果后，整枝不用太彻底，立架栽培适当在坐果节位上方节位留1～2条侧蔓作为营养枝。

爬地栽培可减少整枝强度，摘心保留部分侧蔓，以防止植株早衰，增强根系活力。

授粉前2～3 d （天）对侧蔓进行摘心，每个侧蔓保留2片叶。

果实鸡蛋大小时及时追施膨瓜肥，每667 m 2施用高钾型水溶肥（N -P -K 为15-6-35）10 kg 。

坐果后每隔7 d （天）左右，叶面喷施1次0.3%磷酸二氢钾溶液，连续3～4次，可结合施药进行。

采收前10 d （天）控制水分，以改善果实品质。

参考文献李天来，许勇，张金霞．2019．我国设施蔬菜、西甜瓜和食用菌产业发展的现状及趋势．中国蔬菜，（11）：6-9．吴明珠．2003．当前西瓜甜瓜育种主要动态及今后育种目标研讨．中国西瓜甜瓜，（3）：1-3．吴永成，郭军，顾闽峰，祖艳侠．2011．当前甜瓜育种研究现状及发展趋势．上海蔬菜，（2）：14-16．A New Melon Variety —‘Feicuilyubao ’ with High Quality and Multi-resistance MA Er-lei ，ZANG Quan-yu ，DING Wei-hong ，WANG Yu-hong *，HUANG Yun-ping（Ningbo Academy of Agricultural Sciences ，Ningbo Key Laboratory for Breeding of CucurbitaceousVegetables ，Ningbo 315040，Zhejiang ，China ）Abstract ：‘Feicuilyubao ’is a new melon F 1 hybrid of high quality and thin-skinned ，developed by cross inbred line ‘BP187’as female parent and inbred line ‘HDQ ’as male parent ．Its fruit is of pear shape ．The average single fruit weight is about 0.53 kg ．The peel is green in color ，with occasional yellow halo at maturity ． Its pulp is green ．The brix at fruit central part is 12.88%．The fruit tastes crisp ，sweet and refreshing ．The fruit is of medium maturity ．In spring ，the fruit development period is about 34 days ，its total growth period is about 98 days ．In summer and autumn ，the fruit development period is about 31 days ，and the total growth period is about 80 days ．‘Feicuilyubao ’is resistant to gummy stem blight ，moderate resistant to powdery mildew ，downy mildew and Fusarium wilt ．Generally it can yield about 31.5 t · hm -2．It is suitable for protected cultivation in spring and autumn in East China region ．Key words ：Melon ；‘Feicuilyubao ’；High quality ；Multi-resistance ；F 1 hybrid 2020年1月14日，华中农业大学园艺林学学院番茄课题组在Journal of Experimental Botany 发表了题为“An allelic variant of GAME9 determines its binding capacity with GAME17 promoter in regulation of steroidal glycoalkaloid biosynthesis in tomato ”的研究论文，在番茄生物碱调控机制研究中取得新进展。

植物抗病基因研究进展

植物抗病基因研究进展摘要：植物抗病基因在植物抗病过程中起重要作用。

综述了植物抗病基因的克隆方法，结构特点，作用机制以及未来的发展前景。

关键词：R-基因；克隆方法；结构特点；作用机制中图分类号：S432.2+3；Q785 文献标识码：A 文章编号：0439-8114(2008)05-0598-03 Advance on Plant Resistance Gene ResearchSUN Wen-li1，2，3，LIU Yu-hui2，3，WU Yuan-hua1，FU Jun-fan1(1. Plant Pathology Department，Shenyang Agricultural University，Shenyang 110161，China；2. Biotechnology Research Institute，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing 100081，China；3. Important Scientific Engineerings of Gene Resources and Gene Improvement of China＇s Crops，Beijing 100081，China)Abstract：R gene played an important role in defending the disease. This paper reviewed the gene cloning，structure characteristic，function mechanism and the foreground of R gene.Key words：R gene，gene cloning，structure characteristic，function mechanism R基因在植物的病害防御过程中起着非常重要的作用。

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番茄抗叶霉病基因Cf-10的精细定位及抗病应答机制分析
番茄（Solanum lycoperslcum）是世界范围内种植的蔬菜作物,在人们日常生活中扮演了重要的角色。

根据联合国粮农组织（FAO）统计,2012年番茄的产量为16.2亿吨,这将带来550亿美元的净利润。

而番茄叶霉病是由番茄叶霉菌（Cladosporium fulvum）引起的番茄重要病害之一,该病害通常可使番茄产量减少2030%,严重时可达到50%。

因此,找到番茄叶霉病的抗病基因,进行分子改良育种,显得尤为重要。

目前已克隆的番茄抗叶霉病基因有Cf-2、Cf-4、Cf-5、Cf-9,Cf-9DC等,这其中Cf-4、Cf-9等抗病基因已经应用到实际的育种生产中。

但是叶霉菌具有生理小种多、分化速度快等特点,田间一些含有抗病基因的品种被新产生的生理小种所克服,因此我们现在急需挖掘新的抗病基因来对抗新的生理小种,增加番茄产量,减少经济损失。

番茄与叶霉菌的互作是研究植物与病原菌互作的模式,同时符合基因对基因假说。

抗病品种中的抗病基因与病原菌中的生理小种互作的关键是,Cf基因编码的类受体蛋白能够特异性识别病原菌中无毒基因编码的效应因子,从而发生过敏性坏死反应（Hypersensitive Response）。

随着HR的发生,植物体内的保护酶系和活性氧含量都发生变化,从而进一步激发抗病机制下游的防御反应。

挖掘新的抗病基因,并通过分子生物学的一些手段,把抗病基因应用于新品种选育中,对番茄的抗病育种有着重要的作用。

经过长期的田间调查和性状鉴定,含有番茄抗叶霉病基因Cf-10的抗病材料Ontario 792,对多数的生理小种表现出有效抗性。

Cf-10基因最初被Kanwar在1980年运用经典遗传学的分析方法定位在8号染色体的长臂上,而后的研究较少,
影响了Cf-10基因在育种中的应用。

本研究以番茄抗叶霉病基因Cf-10的抗生理小种范围、抗性遗传规律、Cf-10基因与叶霉菌的非亲和互作过程分析、Cf-10基因的定位和Cf-10介导的抗病应答机制为研究重点,对Cf-10基因进行全面分析,为以后Cf-10基因的克隆以及全面揭示Cf基因抗病机理提供理论基础。

本研究的主要研究结果如下:（1）通过人工接菌鉴定确定番茄抗叶霉病基因Cf-10的抗性范围,调查结果显示含有
Cf-10基因的抗病材料Ontario 792对生理小种1.2.3.4.5和生理小种1.2.3.4.9表现出抗病性,结合先前研究基础,该材料共对8个生理小种表现抗病,2个生理小种表现为免疫。

（2）通过对抗、感亲本接种叶霉菌生理小种1.2.3.4后,比较非亲和互作与亲和互作的异同。

通过锥虫蓝染色和电镜观察发现非亲和互作（抗病）中有过敏性坏死产生,且抗病品种内菌丝的生长受到限制;而亲和互作（感病）中,无明显坏死斑产生且菌丝繁殖较快;接种病原菌后,抗感亲本内的保护酶（SOD、POD、CAT）活性与活性氧ROS含量都呈上升趋势,但CAT与POD的活性在抗病亲本Ontario 792中始终高于感病亲本Money Maker。

运用液相色谱-质谱联用仪（LC-MS）测定互作过程中水杨酸SA和茉莉酸JA 含量变化,在抗病品种Ontario792中发现JA的含量在接菌后第9 d达到峰值,而JA含量在感病亲本Money Maker中变化幅度较小。

（3）通过对抗感亲本构建的F2代群体进行接种鉴定,统计结果表明抗病亲本及F1代全部抗病,感病亲本全部表现为感病,F2代群体分离比符合孟德尔遗传规律3:1,回交群体BC1P2的抗感比符合1:1,再次确认抗叶霉病基因Cf-10的遗传规律为单基因显性遗传。

（4）通过亲本及抗、感池的重测序分析,将Cf-10基因定位于1号染色体短臂上3.29 Mb区间内,候选区间内的SNP位点的非同义突变有204个、Indel的
移码突变有23个。

根据已克隆的番茄叶霉病基因编码蛋白的典型结构特征即eLRR-TM结构,结合候选区间内全部基因的功能注释,在候选区间内得到16个（Solyc01g005720.3、Solyc01g005715.1、Solyc01g005865.1、Solyc01g005760.3、Solyc01g005710.2、Solyc01g007130.3、Solyc01g008140.3、Solyc01g005730.3、Solyc01g008390.2、Solyc01g006545.1、Solyc01g008410.2、Solyc01g006550.3、Solyc01g005775.1、Solyc01g005870.2、Solyc01g005755.1、Solyc01g008800.2）与已克隆的抗叶霉病基因结构相似的基因作为候选基因,其中包含非同义突变和移码突变基因9个（Solyc01g005730.3、Solyc01g008390.2、Solyc01g006545.1、Solyc01g008410.2、Solyc01g006550.3、Solyc01g005775.1、Solyc01g005870.2、Solyc01g005755.1、Solyc01g008800.2）。

（5）利用KASP标记,根据候选区间内CDS区的SNP的非同义突变和Indel
的移码突变设计16对KASP引物,其中有5对将F2代群体有效分型,并成功缩小候选区间在番茄1号染色体12244662014004之间,约
790kb内。

同样根据Cf基因编码蛋白的特殊结构在该区间内筛选候选基因,筛选到1个候选基因Solyc01g007130。

（6）对抗病材料Ontario 792和感病材料Money Maker接种叶霉菌生理小种1.2.3.4后进行转录组测序分析,在Cf-10基因调控的抗病反应过程中,共检测到2242个差异表达基因,其中1501个基因上调表达,741个基因下调表达。

大部分的差异表达基因和防御信号转导途径相关,主要包括植物-病原菌互作、氧化还原过程及植物激素传导。

这些差异表达基因中包含192个转录因子,这些转录因子分布于42个家族中。

在对转录组数据进行qRT-PCR验证时,Solyc12g094620基因在与植物保护酶相关的信号转导通路（ko04146）上,Solyc12g094620在数据库中注释与CAT合成相关,同时该基因转录组测序结果的表达量上调,这与之前CAT活性的测定结果相
一致。

（7）将Cf-10基因与Cf-12基因调控的抗病反应的转录组数据比较,有1193个差异表达基因完全一致。