鞭毛素蛋白FliCaaa诱导水稻免疫反应的活性测定

为阐明燕麦嗜酸菌(Acidovorax avenae subsp.avenae,Aaa)鞭毛素蛋白Fli Caaa及其结构域对水稻免疫反应的诱导作用,通过分子生物学和生物信息学方法,对Aaa菌株IPN1的鞭毛素进行基因克隆及其序列分析;在大肠杆菌中对该基因全长、N端和C端片段进行了原核表达,纯化了Fli Caaa蛋白及其截短肽段;采用水稻叶片浸润法测定了表达蛋白对水稻免疫反应的诱导活性。结果表明,通过特异性引物的PCR扩增,获得1 479 bp的鞭毛素基因fli Caaa,其编码产物含有492个氨基酸,分子量为49.4 k D,具有flagellin-N和-C两个保守结构域;原核诱导表达获得了Fli Caaa、Fli Caaa-N和Fli Caaa-C可溶性融合蛋白;3种纯化蛋白均能诱导水稻细胞死亡和H2O2产生等免疫反应,但诱导能力略有差异。     

转录激活因子FleQxoo原核表达及其与鞭毛基体基因fliExoo启动子的结合

 为了阐明转录激活因子FleQxoo对水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae,Xoo)鞭毛基体基因fliExoo的转录调控机理,本研究用PCR方法从Xoo野生型菌株PXO99^A中克隆了fleQxoo基因,构建了原核表达载体pET21-fleQxoo,在大肠杆菌BL21(DE3) pLysS中进行了诱导表达,通过Ni-NTA亲和层析纯化得到FleQxoo蛋白;EMSA检测到FleQ-xoo与鞭毛基体基因启动子fliExoo-p片段的特异结合作用。这些结果为阐明FleQxoo直接调控鞭毛基体基因fliExoo的转录提供了分子证据。     

水稻VQ37基因的克隆及其在病原侵染下的表达

 VQ蛋白作为转录辅助蛋白,在植物的生长、发育和抗逆等生理过程中发挥重要的调节功能。本研究采用RT-PCR从水稻叶片中克隆了VQ37基因的完整cDNA序列。VQ37 cDNA长622 bp,具有长为546 bp的完整开放读码框,编码蛋白质长181个氨基酸,具有FxxxVHxVTG的VQ基序变体。系统进化分析表明,水稻VQ37与短花药野生稻(Oryza brachyantha)、大麦(Hordeum vulgare)和Dichanthelium oligosanthes等禾本科植物亲缘关系近;除水稻旁系同源物VQ39外,VQ37与短花药野生稻中的XP 015699121亲缘关系最近。原生质体瞬间表达实验证实VQ37定位在细胞核中。荧光定量PCR分析显示,VQ37基因的组织特异性表达和诱导表达结果与启动子顺式元件预测基本一致。VQ37在叶片中的表达丰度最高,其次是叶鞘、茎、穗、根和花,在胚和胚乳中无表达。VQ37受纹枯病菌(Rhizoctonia solani)和稻瘟病菌(Magnaporthe oryza)显著诱导,而不受白叶枯细菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae)诱导;与此一致的是,VQ37受真菌病原相关模式(PAMP)分子几丁质寡糖快速诱导,而不受细菌鞭毛蛋白flg22影响。茉莉酸甲酯和乙烯利能显著诱导VQ37的表达,而水杨酸对其表达无明显影响。上述结果提示,VQ37可能调控水稻对稻瘟病菌和纹枯病菌防御反应,这种调节作用可能依赖于茉莉酸/乙烯介导的信号途径,而与水杨酸信号途径无关。该研究为阐释水稻VQ37基因在水稻抗病反应中的调节功能提供了基础。     

表达的hrmA蛋白质具有诱导水稻细胞产生防卫反应的活性

 将丁香假单胞菌hrmA基因构建到原核表达载体pET 29中,得到重组载体pET hrmA。将重组载体转化大肠杆菌BL21(DE3),经IPTG诱导,获得了以包含体形式存在的融合蛋白。复性的融合蛋白能诱导水稻悬浮细胞的活性氧迸发,处理20min后达到峰值。Northern杂交结果表明hrmA蛋白能显著地诱导PBZ1基因在水稻悬浮细胞中表达,在所观察的时间内PBZ1基因表达丰度随处理时间延长而增加,用hrmA处理水稻植株,诱导了PAL基因的表达。实验结果表明hrmA融合蛋白具有激活水稻细胞防卫反应的活性。     

水稻细菌性条斑病菌中一个调控致病性的DNA结合蛋白负调控胞外酶活性

 原核革兰氏阴性菌稻黄单胞菌稻生致病变种 (又称水稻细菌性条斑病菌,Xanthomonas oryzae pv. oryzicola, Xoc)是引起水稻细菌性条斑病的病原物,该病是水稻粮食生产中的严重病害之一。我们的前期工作对广西农科院分离到的Xoc菌株GX01进行基因组序列分析,发现一个编号为gx01_0566的基因可能编码一个Fis家族的DNA结合蛋白。本工作采用自杀质粒pK18mobsacB介导的方法来构建该基因的缺失突变体,并对突变体进行反式互补。表型分析发现,gx01_0566基因的突变体在寄主水稻日本晴上的致病力显著下降,但其胞外多糖产量与野生型基本一致,胞外酶尤其是胞外纤维素酶活性却大幅度提高。为进一步研究gx01_0566基因在Xoc中调控胞外纤维素酶的机理,我们对该基因的产物进行过量表达和纯化,并通过凝胶阻滞实验和实时定量PCR实验分析,发现gx01_0566编码产物能够结合在一些编码纤维素酶的基因的启动子上,负调控这些纤维素酶基因的表达。     

水稻瘤矮病毒广东分离物基因组第10组分的序列分析及原核表达

 应用RT-PCR技术克隆了水稻瘤矮病毒(Rice gall dwarf virus,RGDV)广东分离物基因组的第10片段,并测定了全序列。结果表明,RGDV广东分离物S10(登录号EF532325)全长1198bp,含有一个ORF,编码一条由320氨基酸组成、推测分子量约36kDa的多肽。与泰国分离物相应组分相比,基因结构基本一致,核苷酸和氨基酸序列同源性分别为96.2%和98.8%;S10编码多肽与水稻矮缩病毒(Rice dwarf virus,RDV)s9编码蛋白及伤瘤病毒(Wound tumor virus,WTV)S11编码蛋白也分别具有29%和33%的相似性。本研究还将S10cDNA克隆至原核表达载体pET28b(+)上,通过IPTG诱导在大肠杆菌BL21(DE3)中得到了高效表达,并利用His,Bind树脂纯化得到电泳纯级制品。本工作为进一步研究S10编码蛋白的结构与功能奠定了一定的基础。     

灰葡萄孢蛋白激发子BcGs1诱导番茄抗病性及功能结构域鉴定

病原菌与植物互作过程中分泌的细胞壁降解酶具有致病和激发植物免疫的双重功能。BcGs1是从灰葡萄孢菌代谢物中分离的葡聚糖-1,4-α糖苷酶,能激发番茄和烟草的免疫防御反应,提高抗病性。BcGs1包含糖苷水解酶家族15(GH15)和糖结合模块家族20(CBM20)两个结构域,其激发植物防御反应的作用方式及功能结构域尚不清楚。本文测定了BcGs1不同诱导时间对提高番茄抗灰葡萄孢菌的效果、体外糖苷酶活性,并比较了BcGs1不同结构域截短蛋白与全长蛋白引起细胞坏死活性的差异。结果表明,BcGs1蛋白诱导番茄72 h可将灰葡萄孢菌引起的病斑面积减少23.25%;BcGs1能水解淀粉和海带多糖,但不能水解羟甲基纤维素和微晶纤维素;BcGs1全长、GH15和CBM20截短蛋白均能在烟草细胞中正常瞬时表达,但表达GH15的烟草叶片枯斑面积明显小于表达全长蛋白BcGs1的枯斑面积,表达CBM20截短蛋白的叶片没有产生枯斑反应;为了进一步明确截短蛋白GH15和全长蛋白BcGs1激发烟草细胞坏死活性的差异,用大肠杆菌表达并获得了纯化的重组蛋白GH15,叶片浸润法测定结果表明,截断蛋白GH15的细胞坏死活性仍然低于BcGs1全长蛋白的坏死活性,说明BcGs1诱导烟草细胞坏死活性需要GH15和CBM20结构域的共同参与。本文研究结果为进一步探讨BcGs1诱导植物抗病机制奠定了基础。     

来源于桃和苹果的苹果褪绿叶斑病毒的部分分子生物学特性和cp基因的原核表达

 从桃和苹果上分离得到苹果褪绿叶斑病毒ACLSV-HBP和ACLSV-C2个分离物,采用RT-PCR法进行扩增,所获扩增片段经序列测定,其全长分别为1768nt(ACLSV-HBP)和1751nt(ACLSV-C)。这2个分离物扩增片段全长的同源性为83%,mp基因片段核苷酸和推导编码氨基酸序列同源性分别为82.6%和87.1%;cp基因均由582nt组成,其核苷酸和推导编码氨基酸序列同源性分别为87.8%和95.9%。将2个分离物的cp基因与已报道ACLSV分离物进行序列同源性比较,结果显示ACLSV-HBP与SX/2的cp基因核苷酸序列及推导编码氨基酸序列同源性最高,分别为94.0%和96.4%。将ACLSV-HBP分离物的cp基因克隆到原核表达载体pGEX-KG,在大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达,SDS-PAGE分析表明,融合蛋白大小约为46kDa。Western-blot分析表明,该基因在大肠杆菌内得到高效表达,融合蛋白具有抗原性。     

一个小麦茉莉酮酸酯诱导蛋白基因的克隆和鉴定

 用基因芯片技术结合分池法(bulked segregating analysis,BSA)对参与小麦(Triticum aestivum L.)"兰考90(6)"抗白粉病反应或与抗病基因连锁的EST进行了分析。从"中国春"中克隆了一个与Ta-JA1高度相似的新的小麦茉莉酮酸酯诱导蛋白基因(GenBank登录号:EU035635),命名为Ta-JA2。Ta-JA2和Ta-JA1的cDNA序列有99%相同,编码304个氨基酸组成的多肽。Ta-JA2具有植物病原应答诱导蛋白-dirigent-类蛋白的典型保守功能域和jacalin-类植物血球凝集素的典型保守功能域。Ta-JA2主要在叶片和茎中表达,在根和幼穗中几乎不表达;在幼叶、壮叶和旗叶中的表达水平依次增强;在"中国春"和一个二粒小麦(Triticum dicoccoides)品系幼叶中的表达受白粉菌(Blumeria graminis f.sp.tritici)的诱导而增强;在"兰考90(6)21-12"叶片中的表达保持稳定而较高的水平。根据氨基酸序列的相似性建立了Ta-JA2类似蛋白的树形图,提供了植物中此类基因的进化信息。     

水稻白叶枯病菌酸性还原酮加双氧酶的鉴定分析

 酸性还原酮加双氧酶(ARD)催化很多原核和真核生物中的甲硫氨酸急救途径(MSP)倒数第二步。本研究鉴定了水稻白叶枯病菌Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo)中的酸性还原酮加双氧酶, 命名为xard。Xoo 菌株PXO99^A、MAFF311018和KACC10331中的xard核苷酸序列完全相同。xard基因突变菌株在甲硫基腺苷(MTA)为唯一硫源时不能正常生长。这一结果证明Xard在MSP中起作用。xard突变体和野生型菌株PXO99^A 接种水稻IR24后病斑长度数据表明该基因突变对Xoo在水稻上的毒性没有影响。     

稻瘟病菌MoCOS1基因调控MoCMR1基因表达的研究

 以往研究证明MoCOS1可能是一个新型的转录因子,其突变体不产生分生孢子,黑色素合成明显减少。经过RNA-Seq分析,发现受MoCOS1调控的基因达到442个,其中MoCMR1的表达水平受到MoCOS1的下调。本研究中通过实时定量PCR进一步证实MoCOS1基因突变导致MoCMR1基因表达水平下降。基因MoCMR1突变后,黑色素产量略有减少,但分生孢子形态及产量和MoCOS1的表达量没有发生变化。     

Pathogenesis-related gene expression in rice is correlated with developmentally controlled Xa21-mediated resistance against Xanthomonas oryzae pv. oryzae

Disease resistance mediated by the resistance gene Xa21 is developmentally controlled in rice. We examined the relationship between Pathogenesis Related (PR) defense gene expression and Xa21-mediated developmental disease resistance induced by Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo). OsPR1a, OsPR1b, and OsPR1c genes were cloned and their induction was analyzed, in addition to the OsPR10a gene, at the juvenile and adult stages in response to a wildtype Xoo strain that induces a resistance response (incompatible interaction) and an isogenic mutant Xoo strain that does not (compatible interaction). We found that the adult stage leaves are more competent to express these OsPR1 genes and that the Xa21 locus is required for the highest levels of induction.     

瓜类细菌性果斑病菌hrcN基因的生物学功能分析

以分离自西瓜上的Aac5菌株为例,通过同源重组的方法,构建了hrc N基因插入缺失突变体,通过PCR方法和Southern blot验证突变菌株,对突变体进行致病性、致敏性、生长曲线和运动性测定。为明确hrc N基因与其他基因的关系,通过实时荧光定量PCR法定量检测了hrp A、hrc V、hrc U、Lux I、LuxR 5个基因的表达量。结果显示:与野生型相比,突变体致病力和致敏性明显减弱,致病时间延迟,群体感应信号减弱,生长能力明显下降,运动性减弱,互补菌株只能恢复部分功能;5个基因在突变体中的表达量均上调,hrc N基因与这5个基因之间均为负调控关系。说明hrc N基因在果斑病菌致病能力上发挥重要作用。     

小菜蛾Toll-6基因的克隆及功能分析

为探究Toll-6基因在小菜蛾Plutella xylostella先天免疫中的功能,对克隆鉴定的Toll-6基因序列进行生物信息学分析,利用实时荧光定量PCR检测Toll-6基因的时空表达模式及微生物侵染响应模式,体外验证其在微生物结合、病原相关分子模式（pathogen associated molecular pattern,PAMP）结合和细菌凝集等方面的功能。结果表明：Toll-6基因全长2 313 bp,编码770个氨基酸,预测Toll-6蛋白具有富含亮氨酸重复序列（leucine-rich repeats,LRR）胞外区、跨膜区和Toll/白介素-1受体同源（Toll/interleukin-1 receptor homologous,TIR）胞内等典型Toll受体家族特征;Toll-6基因在不同发育阶段及不同组织中均有表达,其中成虫期表达量最高,4龄幼虫期次之,在4龄幼虫中肠表达量最高;此外,苏云金芽胞杆菌Bacillus thuringiensis菌株Bt8010侵染小菜蛾4龄幼虫6 h后,Toll-6基因表达被显著抑制,而黏质沙雷氏菌Serratia marcesc...     

葡萄A病毒外壳蛋白原核表达及抗血清制备

 葡萄A病毒（Grapevine virus A,GVA）为线性病毒科（Flexiviridae）葡萄病毒属（Vitivirus）的代表种,是葡萄皱木复合病（rugose wood complex disease）的重要病原之一,可引起葡萄嫁接成活率下降、春季萌芽延迟、生长减弱甚至衰退死亡等危害\[1,2\]。GVA为线状单链RNA病毒,基因组共编码5个开放阅读框（ORF1\|5）,其中ORF4 编码外壳蛋白（coat protein, CP）,是病毒粒子包裹和系统移动所必需的功能蛋白\[3,4\]。GVA自然寄主为葡萄,机械摩擦可侵染本氏烟等草本寄主\[2\],由于嫁接和无性繁殖材料调运等因素造成该病毒远距离传播,目前在世界多个国家和地区均有发生。     

火龙果细菌性软腐病菌的分离与鉴定

<正>火龙果(Hylocereus undatus Britt.et Rose)属仙人掌科三角柱属植物,是集水果、花卉、蔬菜、保健为一体的热带亚热带果树,在中美洲、美国南部地区,以及以色列、越南、泰国和我国的台湾、海南、广东、福建等地均有种植。近年来,随着火龙果种植面积不断扩大,火龙果病害呈逐渐加重趋势,严重威胁火龙果的产业发展。火龙果细菌性病害主要由欧文氏菌(Erwinia sp.)、阴沟肠杆菌(En-     

沉默转录因子OsERF7提高水稻对褐飞虱和白背飞虱的抗性

为了解植物中特有的转录因子乙烯响应因子(ethylene responsive factor,ERF)在植物诱导抗虫反应中的作用,通过克隆1个水稻ERF转录因子基因OsERF7,并结合分子生物学、反向遗传学及生物测定,探究其在水稻防御褐飞虱Nilaparvata lugens和白背飞虱Sogatella furcifera为害过程中的作用。结果显示,机械损伤处理与褐飞虱产卵雌成虫为害均能在中后期诱导OsERF7的表达。沉默OsERF7能显著降低水稻上褐飞虱及白背飞虱卵的孵化率,并延长褐飞虱卵的发育历期;与野生型水稻相比,褐飞虱和白背飞虱在沉默突变体品系R1和R30上的卵孵化率分别只有野生型水稻上的62.5%～68.3%和68.0%～76.0%,褐飞虱卵的发育历期则延长0.37～0.45 d。沉默OsERF7不影响褐飞虱产卵雌成虫为害诱导的水稻防御相关信号分子—茉莉酸(JA)、水杨酸(SA)、乙烯(ET)和过氧化氢(H_2O_2)的含量。表明转录因子OsERF7作用于防御相关信号途径的下游,并且负调控水稻对褐飞虱和白背飞虱的抗性。