稻瘟病菌中蛋白激酶CK2的功能预测分析

通过生物信息学分析,初步掌握了稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)中蛋白激酶CK2三亚基的结构特点,生物进化树分析表明CK2的蛋白序列在进化上的高度保守性;利用酵母同源比对的方法预测分析了稻瘟病菌中潜在的互作底物,揭示了CK2可能参与的生理生化过程,并且重点预测分析了CK2与小G蛋白Rho3之间的互作关系,为进一步揭示稻瘟病菌蛋白激酶CK2的功能及其参与调控的信号通路提供了理论基础.     

小麦硝酸盐转运蛋白TaNRT1.1 1A转录活性检测及互作蛋白筛选

为了进一步解析小麦硝酸盐转运蛋白TaNRT1.1-1A的调控机制，本研究对其进行了自激活性检测。利用已构建好的小麦酵母cDNA文库，以TaNRT1.1-1A为诱饵，通过酵母双杂交技术筛选其互作蛋白，回转试验进一步验证其互作关系。结果表明，TaNRT1.1-1A无自激活活性，酵母双杂技术筛选小麦cDNA文库，共获得2个候选互作蛋白，候选蛋白Sdr I-like主要参与植物病害有关的应答响应。Sdr I-like的回转验证结果表明，该蛋白可能与TaNRT1.1-1A存在互作关系。该结果可为进一步研究TaNRT1.1-1A调控小麦硝酸盐吸收有关的分子机制奠定基础。     

水稻锌指蛋白基因OsZFP1的功能分析

生物信息学分析表明,稻瘟病菌丝氨酸蛋白酶MoSp1在水稻中的互作蛋白OsZfp1,为含有环指结构域的C3HC4型锌指蛋白。对稻瘟病菌侵染过程中OsZFP1基因的表达动态分析表明,OsZFP1基因表达水平在稻瘟病菌Guy11孢子悬浮液接种水稻后缓慢升高,接种后18h达到最高峰,约为3.8倍,这表明该基因响应稻瘟病菌的侵染。利用改进的农杆菌介导的转基因技术成功获得OsZFP1基因的过表达植株。抗性分析表明OsZFP1过表达植株的整体抗稻瘟病能力得到显著提高。说明OsZFP1基因在水稻抵抗稻瘟病菌侵染过程中扮演着十分重要的角色。     

稻瘟病菌基因表达特征及其生物信息学分析

Rho GAPs（GTPase activating proteins）是真核生物中Rho GTP酶的负调控因子之一,通过激活Rho GTP结合蛋白内在的GTP酶活性,使其加速水解成结合GDP的失活态。全基因组分析指出稻瘟病菌有8个Rho GAP成员（MoRhoGAP）,但是其功能不清。本研究利用在线工具分析了其蛋白MoRhoGAP蛋白结构域及其定点突变后的三级结构,以及MoRhoGAP的互作蛋白网络,构建了系统发育树;利用基因芯片和公共数据库分析了在稻瘟病菌不同发育和侵染阶段Rho GAP的基因表达情况,为进一步研究稻瘟病菌RhoGAP的功能提供了理论依据。     

甘蔗DELLA蛋白GAI基因的蛋白表达及纯化

赤霉素是开花植物生长发育过程中一个重要的激素,调控种子萌发、茎伸长、叶片扩张、花器官发育,参与各种生物胁迫等多种途径;DELLA蛋白是赤霉素信号途径的抑制因子,DELLA蛋白通过与其他蛋白互作进行相关调控。为研究甘蔗蛋白调控机制,本研究利用原核表达技术体外诱导进行表达。结果表明,ScGAI蛋白全长不表达,但ScGAI-C在pET-28a(+MBP)中能够有效表达,大量诱导蛋白表达后经镍柱纯化,Western blot分析验证ScGAI蛋白被成功诱导出来。     

稻瘟病菌MoYpt5蛋白互作网络预测

稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)共有11个假定的Rab蛋白家族成员,本文选取了MoYpt51(MGG_06241)和MoYpt52(MGG_01185)进行了生物信息学分析。通过搜索多个大型蛋白互作数据库和文献,共得到数百个与核心蛋白互作的蛋白和互作对。利用信息处理技术和高效制图平台将这些蛋白互作对构建成互作网络,得到若干个具有生物学意义的模块。结果表明,筛选得到的互作蛋白中,有的参与了蛋白降解的泛素途径(MGG_04053等)、囊泡介导的蛋白胞内运输(MGG_01238等),有的在蛋白、染色体的组装和修饰等过程(MGG_03677等)起重要作用。大部分假定互作蛋白定位于细胞质和质膜上,为其与目标蛋白互作提供了空间可能性。     

TaJAZ7D蛋白在冬小麦JA抗寒途径中的作用

转录抑制因子JAZ（Jasmonate ZIM-domain）蛋白是茉莉酸（Jasmonate,JA）信号转导途径的核心元件,前人研究发现,拟南芥中AtJAZ1、AtJAZ4与AtICE1蛋白互作可抑制 AtICE1基因的转录,负调控拟南芥的抗寒性,然而小麦中TaJAZ与TaICE蛋白的互作调控机制尚不清楚。本研究以强抗寒冬小麦品种东农冬麦1号（Dn1）为试验材料,以与拟南芥AtJAZ1、AtJAZ4蛋白高度同源的TaJAZ7、TaJAZ12蛋白为对象,检测外源茉莉酸甲酯（MeJA）对低温胁迫下 TaJAZ7、 TaJAZ12基因表达量的影响。结果发现, TaJAZ7基因的表达量与温度变化呈明显负相关,故对TaJAZ7(以TaJAZ7D为研究对象进行后续研究)蛋白进行生物信息学分析和亚细胞定位,并利用酵母双杂交技术验证TaJAZ7D蛋白与TaMYC2和TaICE41蛋白的互作。生物信息学分析表明, TaJAZ7D基因编码区序列全长为633 bp,为不稳定的亲水性混合型蛋白;TaJAZ7D蛋白有典型的TIFY和Jas结构域,属于TIFY家族。亚细胞定位发现,TaJAZ7D蛋白位于细胞核中。酵母双杂交验证试验发现,TaJAZ7D蛋白与TaMYC2和TaICE41蛋白分别存在互作关系。     

水稻稻瘟病抗性基因及稻瘟病菌无毒基因研究进展

稻瘟病是水稻生产上最为重要的病害之一,可引起大幅度减产。水稻—稻瘟病菌互作机制是目前研究植物与病原物互作的模式系统。关于稻瘟病抗性基因、稻瘟病菌无毒基因的研究取得显著进展,为水稻抗稻瘟病分子标记辅助育种、基因工程育种及稻瘟病绿色防治提供了广阔的前景。对稻瘟病菌侵染机制、稻瘟病抗性基因定位与克隆、抗病基因和无毒基因的互作模式等方面进行了综述,并对有待开展进一步研究的方向进行了展望。     

香蕉枯萎病菌假定G蛋白偶联受体基因Fogpr1的功能分析

为了研究尖孢镰刀菌古巴专化型假定G蛋白偶联受体基因fogpr1的功能,构建了fogpr1基因敲除突变体。与野生型相比,fogpr1基因敲除突变体在菌丝生长、产孢量和菌落形态等方面没有明显变化,对巴西蕉的致病性也没有降低。此外,酵母双杂交实验结果表明,Fogpr1可以与G蛋白Fga1、Fga2和Fgb1互作。这些结果表明Fogpr1可能是一个G蛋白偶联受体,但不参与调控尖孢镰刀菌的发育和致病性。     

稻瘟病菌丝氨酸/苏氨酸磷酸酶MoPpz1的功能研究分析

稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）是一种在水稻不同生育期均能引起病害的真菌。在真核生物中,蛋白激酶CK2高度保守,包含2个调节亚基和2个催化亚基。稻瘟病菌中MoCKb1和MoCKb2分别编码MoCK2的2个调节亚基,MoCKa编码稻瘟病菌MoCK2的催化亚基。运用反向遗传学策略和同源重组原理,对MoCKa-GFP的pull-down实验结果中获得的一个丝氨酸/苏氨酸磷酸酶MoPpz1进行功能分析。经过生物信息学研究分析发现Ppz1在不同的真菌中具有不同的功能,同时与其他模式真菌的Ppz1蛋白序列具有较高同源性。在获得基因敲除突变体后,通过表型分析发现,与野生型Ku80相比,ΔMoppz1突变体菌落的营养生长和产孢量等方面均无明显差异,但分生孢子的萌发和附着胞的形成滞后于野生型菌株,且对水稻的致病能力减弱。激光共聚焦显微分析表明,MoPpz1定位在菌丝、分生孢子和附着胞的细胞质中。综上所述,蛋白磷酸酶MoPpz1可能参与稻瘟病菌分生孢子萌发、附着胞形成以及对水稻致病性的调控。     

OsLOX10正调控水稻对稻瘟病和白叶枯病的抗性

【目的】由稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）引起的稻瘟病和由水稻黄单胞菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzae，Xoo）引起的白叶枯病严重影响水稻的产量和品质。创制转OsLOX10基因水稻材料，进行稻瘟菌和白叶枯菌的抗病性分析，有助于揭示其调控水稻对稻瘟病和白叶枯病的抗性机制。【方法】采用CRISPR/Cas9系统构建OsLOX10的敲除载体，利用限制性内切酶XcmⅠ线性化pCXUN-HA，TA连接构建OsLOX10的过表达载体，遗传转化获得OsLOX10转基因水稻，筛选过表达株系和纯合敲除株系进行真菌和细菌的抗病性分析。在稻瘟菌（Guy11）侵染水稻后，对水杨酸（salicylic acid，SA）、茉莉酸（jasmonic acid，JA）途径的标志基因进行qRT-PCR分析;在几丁质（chitin）和flg22诱导下，观测水稻活性氧（reactive oxygen species，ROS）的暴发情况。【结果】 qRT-PCR分析表明，接种稻瘟菌和白叶枯菌24 h后，OsLOX10表达量上调;OsLOX10的纯合敲除和过表达水稻转基因株系接种稻瘟病菌Guy11孢子悬浮液，与野生型（日本晴）相比，OsLOX10敲除株系更易感病，过表达株系则无典型的病斑症状;接种 6、12、24和36 h时，3个病程相关蛋白基因OsPBZ1、OsPR1a、OsPR1b和SA通路基因OsPAL1，以及JA合成通路上的2个基因OsAOS2、OsLOX5的转录水平在敲除转基因株系中显著下调，而在过表达转基因株系中显著上调。对转OsLOX10基因水稻接种白叶枯菌（PXO99A），发现敲除OsLOX10的转基因水稻对白叶枯菌更易感病。qRT-PCR分析OsPR1b和OsPAL1以及JA合成通路上的3个基因OsAOS2、OsAOC和OsJAZ在OsLOX10过表达基因水稻中表达量明显上调，而在敲除OsLOX10的转基因水稻中却保持在较低水平，在接种7 d后表现出显著性差异。在几丁质和flg22诱导下，OsLOX10敲除株系的ROS水平显著性降低，而且在几丁质诱导下，ROS的起峰时间推迟。【结论】稻瘟病菌和白叶枯病菌能够诱导OsLOX10的表达，OsLOX10通过病原菌分子模式触发的免疫途径（PTI）参与抗病反应，其在水稻抵御稻瘟病和白叶枯病中起着正调控作用。同时，OsLOX10可能通过调节SA和JA介导的信号通路来正调控水稻对稻瘟病和白叶枯病的抗性。     

稻瘟病菌MoRho2基因功能初步分析

稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)是研究病原真菌生长发育及致病机理的重要模式生物。Rho家族蛋白是一类具有GTP酶活性的GTP结合蛋白,在多种细胞信号转导通路中起着分子开关的作用。通过生物信息学方法分析Mo Rho2的理化性质、蛋白结构域等信息,并推测其潜在功能。为进一步明确Mo Rho2蛋白的功能,利用基因敲除技术获得Mo Rho2基因的敲除突变体。表型分析结果表明,与野生型菌株相比,Mo Rho2敲除突变体的菌丝生长速度、分生孢子形态、附着胞形态、产孢量、对植物的毒力等方面均无明显的差异,但分生孢子萌发和附着胞形成略滞后于野生型菌株。突变体能够产生正常的侵入栓并侵入洋葱表皮。综上所述,Mo Rho2基因可能参与稻瘟病菌分生孢子的萌发和附着胞的形成,结果为进一步揭示基因Mo Rho2的生物学功能奠定基础。     

枯草芽孢杆菌JN005胞外抗菌物质及对水稻叶瘟防治效果

【目的】检测枯草芽孢杆菌JN005产生的胞外抗菌物质的稳定性和对稻瘟病菌的生物活性,及其对水稻叶瘟的防治效果。【方法】通过不同培养基检测枯草芽孢杆菌JN005产生的抑菌物质,结合平板对峙法、光学显微镜观察、室内离体和活体接种来检测JN005菌株胞外抗菌物质对稻瘟病菌拮抗活性和对水稻叶瘟防治效果。【结果】枯草芽孢杆菌JN005能分泌蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶和β-1, 3-葡聚糖酶,其胞外抗菌物质对稻瘟病菌生长具有抑制作用。胞外抗稻瘟病菌物质在0℃~100℃和pH 2~12范围内活性较为稳定,且经蛋白酶K处理后不影响其活性,紫外照射12 h以及4℃保存3个月仍有活性。胞外抗菌物质能引起稻瘟病菌菌丝形态畸变,并抑制分生孢子的萌发。室内湘晚籼12号稻瘟病离体叶片接种表明,先用100倍胞外抗菌物质稀释液处理水稻叶片,24 h后接种稻瘟病菌分生孢子悬浮液(1×10⁵个/mL),其叶瘟发病率为34.07%,效果接近稀释500倍的40%稻瘟灵EC;而先接种稻瘟病菌分生孢子悬浮液,24 h后用100倍胞外抗菌物质稀释液处理,其发病率为38.52%,与稀释1500倍的75%三环唑(WP)和稀释500倍的40%稻瘟灵(EC)有显著性差异。活体喷雾接种试验表明,于湘晚籼12号秧苗长至3叶1心时,接种稻瘟病菌分生孢子悬浮液前24 h喷施稀释100倍的胞外抗菌物质稀释液,其叶瘟防效为75.32%;接种稻瘟病菌分生孢子悬浮液后24 h喷施稀释100倍的胞外抗菌物质稀释液,其防效为71.49%。【结论】JN005菌株胞外抗菌物质对稻瘟病菌的菌丝生长和孢子萌发有直接抑制作用,且对环境稳定性较好,对稻瘟病有较好的预防和治疗作用,有进一步的开发潜力。     

持有Pi9基因的水稻单基因系IRBL9-W对稻瘟病菌苗期和成株期抗性差异

【目的】Pi9是一个广谱稻瘟病抗性基因,田间病圃监测发现持有Pi9的水稻单基因系IRBL9-W在苗期高抗稻瘟病,但却感穗瘟。探明水稻单基因系IRBL9-W在苗期抗病而孕穗末期感染穗颈瘟的原因,为Pi9基因在水稻抗病育种中的有效利用提供参考。【方法】利用从IRBL9-W穗颈瘟病斑上分离的8个单孢菌株以及实验室保存的单孢菌株Y363,在温室分别对单基因系IRBL9-W苗期和孕穗末期进行接种鉴定;并利用病原菌AvrPi9基因的特异引物对9个单孢菌株进行PCR扩增及产物测序;提取水稻单基因系IRBL9-W苗期叶片和抽穗期穗部的总RNA,通过半定量RT-PCR以及实时qRT-PCR分析Pi9基因在苗期和穗期的表达。【结果】在温室人工喷雾接种条件下,IRBL9-W在苗期对从穗颈瘟上分离的8个单孢及对照菌株Y363均表现为抗病;随机选取的2个从IRBL9-W穗颈瘟病样分离的单孢菌株(YX2-7-1和YX2-15-1)及对照菌株Y363对孕穗末期IRBL9-W注射接种,接种的植株表现出典型的穗颈瘟症状;AvrPi9的等位基因分析结果表明,与AvrPi9相比,Y363中的等位基因与AvrPi9完全相同,而从IRBL9-W穗瘟分离的8个单孢菌株中编码区与AvrPi9基因完全相同,但在编码起始位置上游-264 bp处缺失16 bp的一段序列。由于IRBL9-W苗期对这些菌株均表现抗病,推测这段序列的缺失并不影响AvrPi9基因的功能;实时qRT-PCR分析结果表明,Pi9基因在穗部的表达量为苗期叶片表达量的47.3%。【结论】在水稻单基因系IRBL9-W中,与苗期叶片中Pi9基因的表达量相比,Pi9基因在穗部表达量的明显降低可能是造成IRBL9-W穗期感稻瘟病的原因。     

利用CRISPR/Cas9技术创制抗稻瘟病香型早籼温敏核不育系

【目的】创制新型抗稻瘟病香型早籼温敏核不育系，为高产优质杂交水稻选育提供资源。【方法】利用CRISPP/Cas9技术在水稻稻瘟病基因Pi21、温敏不育基因TMS5和香味基因Badh2的第1外显子处设计靶位点，构建多基因表达载体pC1300-2×35S::g^TMS5-g^Badh2-g^Pi21，转化优质常规籼稻品种中早70，测序鉴定分析获得纯合阳性稳定株系。利用稻瘟病喷雾接种和打孔接种方法对稻瘟病基因Pi21的纯合突变株系进行稻瘟病抗性鉴定，利用GC-MS技术对Badh2纯合突变株系的香味物质2-乙酰-1-吡咯啉（2-AP）含量进行测定。【结果】在T₀转基因株系中，Pi21、TMS5和Badh2突变频率分别为87.5%、80.0%和87.5%，突变类型多为双等位突变。从T₁代中筛选不含载体骨架的纯合突变株系，获得两种三突变纯合株系。稻瘟病接种结果表明，与野生型相比，T₂代Pi21纯合变异株系的抗性显著提高。同时，接种后纯合突变体株系内相关防卫基因的表达量显著上调，ROS积累量也显著增加。tms5纯合变异株系表现出典型的温敏不育特性，TMS5基因的表达水平与野生型相比显著降低，高温下Ub_L404基因的表达水平明显高于野生型。与野生型相比，在Badh2纯合突变体植株中Badh2的表达水平显著下调，并且香味物质2-AP含量极显著增加。【结论】利用CRISPR/Cas9技术成功对Pi21、TMS5和Badh2基因同时进行定向编辑，获得了具有高抗稻瘟病的香型温敏不育系，为高抗、香型不育系材料的选育提供参考，加快高产优质杂交水稻的选育。     

中国辣椒(Capsicum chinense)对象耳豆根结线虫的抗性鉴定及机理研究

根结线虫(Meloidogyne spp.)是一类高度专化性的杂食性植物病原线虫.目前,世界上已报道的根结线虫种类有98种,我国危害农作物最为严重的根结线虫有6种,包括南方根结线虫(M.incognita)、北方根结线虫(M.hapla)、爪哇根结线虫(M.javanica)、花生根结线虫(M.arenaria)、拟禾...     

栀子根结线虫病的病原鉴定

为明确广西贺州市栀子根结线虫病病原种类,采集根部有明显根结的栀子根系进行根结线虫分离鉴定,通过观察根结线虫2龄幼虫、雌成虫、会阴花纹特征对其进行形态学鉴定,并利用核糖体ITS区和28S rDNA D2D3区序列比对和系统发育树分析方法对其进行分子生物学鉴定。结果表明,该病原线虫2龄幼虫和雌成虫形态特征及形态测量值与象耳豆根结线虫（Meloidogyne enterolobii Yang & Eisenback, 1983）相似;该病原线虫核糖体ITS区与NCBI数据库中象耳豆根结线虫相应序列的相似度为100%,28S rDNA D2D3区与NCBI数据库中象耳豆根结线虫相应序列的相似度为99%以上;该病原线虫核糖体ITS序列以99%的支持率与象耳豆根结线虫聚为同一分支。综合形态学和分子生物学鉴定结果将广西贺州市栀子根结线虫病病原种类鉴定为象耳豆根结线虫,栀子（Gardenia jasminoides Eills）是该线虫的新寄主纪录。     

石碌含笑光合及固碳特性

本文以石碌含笑二年生嫁接苗为研究对象,采用LI-6400便携式光合仪对其光合参数特征进行测定分析,并对其固碳释氧量进行估算,综合评价其适应性及生态效应。结果表明：石碌含笑的四季净光合速率（Pn）日变化并非呈现单一的双峰。1月、4月、7月的变化曲线为双峰型,10月为单峰型。石碌含笑不同月份Pn日均值由大到小依次为：10月>7月>4月>1月。其生长旺盛期在10月,石碌含笑在大气温度较低和光强较弱的秋季反而有更高的光合速率。石碌含笑的光补偿点低而光饱和点较高,说明能够适应不同的光照环境,在强光环境和弱光环境都有较强的光能利用能力。石碌含笑全年日均净固碳量为10.07 g/(m ²·d),拥有较强固碳能力。石碌含笑对强弱光均有较强的利用能力,在华南地区炎热气候条件下也具有“午休”的适应性自我调节机制,并且拥有较强的碳汇能力,兼具良好的景观效益与优良的生态效益,因此适合在华南地区推广种植。     

辣木籽多糖的超高压辅助提取工艺及其抗氧化活性分析

超高压辅助提取技术是一种天然产物新型绿色高效提取技术,在保证提取效率的同时能最大限度保持天然产物的生物活性。为探究超高压辅助提取技术对辣木籽多糖的提取效果及其抗氧化活性的影响,本研究以辣木籽为原料,通过超高压辅助提取技术提取辣木籽中的水溶性多糖,以多糖得率为考察指标,以提取压力、提取时间、料液比、粉碎度作为单因素,在单因素试验基础上,采用正交试验设计方法优化辣木籽多糖的超高压辅助提取工艺,并通过测定总抗氧化能力、清除DPPH自由基（DPPH•）和羟自由基（•OH）的能力来分析辣木籽水溶性多糖的抗氧化活性。结果表明,辣木籽多糖最佳的超高压辅助提取工艺条件为：提取压力100 MPa、保压时间6 min、料液比（g/mL）1:15、粉碎度100目筛,在最佳提取工艺条件下辣木籽多糖最大提取得率为0.346%;在测试范围内辣木籽多糖清除DPPH自由基能力随多糖浓度的增加而增加,并有较好的线性关系,清除率达到50%时对应的浓度（IC₅₀）为0.0439 g/L,但是其抗氧化能力低于相同浓度的Vc,在测试范围内清除羟自由基能力也随辣木籽多糖浓度的增加而增加,也有较好的线性关系,IC₅₀为0.1666 g/L,其抗氧化能力与同浓度的Vc较接近,辣木籽多糖的总抗氧化能力为0.0482 mmol/L（以硫酸亚铁的当量浓度表示）。与热水提取方法相比,超高压辅助提取方法能够缩短提取时间,提取温度大大降低,提取效率显著提高;而且提取的辣木籽水溶性多糖具有较好的抗氧化能力,可以作为天然抗氧化剂进行开发利用。本研究结果可为天然抗氧化剂的开发、辣木资源的综合开发及高值化利用提供技术支持和参考。