植物病原体中自噬作用的研究进展

自噬是真核生物细胞中大分子物质降解过程。研究表明自噬在病原体侵染中起重要作用,自噬缺失导致病原体形态异常,包括分生孢子形成和发育,有性繁殖及附孢形成和膨压产生等,同时侵染力降低,且不同病原体自噬类型不同。本研究归纳了自噬在稻瘟病菌、炭疽病菌、禾谷镰孢菌等植物病原体中的作用,分析了自噬缺失与侵染缺陷之间的关系,推测自噬的缺失导致了营养循环失衡,影响病菌的生理,进而导致侵染异常。今后的研究可侧重于病原体自噬的分子机制、线粒体自噬以及自噬在病原体与宿主互作中的作用。     

中国农业科学院植保所揭示稻瘟病菌致病新机制

<正>蛋白精氨酸甲基转移酶调节包括细胞自噬在内的多种生物学过程。然而,PRMTs在细胞自噬形成过程中具体分子机制目前尚不清楚。近日,中国农业科学院植保所作物有害生物功能基因组研究创新团队在国际著名学术期刊《New Phytologist》上在线发表研究论文,报道了蛋白精氨酸甲基转移酶Mo HMT1在稻瘟病菌中调节细胞自噬的分子机制。     

清华大学刘玉乐研究组揭示了一个植物病原蛋白激活植物细胞自噬的分子机制

正近日,清华大学生命科学学院刘玉乐研究组在The Plant Cell在线发表研究论文,报道了木尔坦棉花曲叶病毒卫星(CLCu Mu B)βC1蛋白激活自噬的分子机制。植物细胞自噬在抗病毒防御中发挥重要的作用,植物-病毒相互作用过程中,病毒会调控(激活/抑制)细胞自噬。至今,那些病毒因子激活自噬     

草地贪夜蛾Sf9细胞对饥饿诱导自噬的响应

为研究草地贪夜蛾对饥饿诱导自噬的响应。从草地贪夜蛾EST数据库中筛选到一段核苷酸序列,设计特异性引物,RT-PCR技术从草地贪夜蛾Sf9细胞中扩增该核苷酸序列,经过生物信息学分析该序列与昆虫自噬相关基因ATG8同源性最高,命名为SfATG8基因,并构建了pIEX-4-mCherry-EGFP-SfATG8载体转染Sf9细胞。Sf9细胞经饥饿(PBS)诱导4 h后,Lyso-Tracker染色、Western Blotting、共聚焦显微镜检测细胞对自噬的响应程度。结果表明,经饥饿(PBS)诱导4 h的Sf9细胞中出现Sf Atg8-PE的表达,共聚焦显微镜检测到Sf9细胞膜上的自噬小体。以上证据证实饥饿(PBS)能诱导Sf9细胞发生自噬,为深入研究Sf9细胞对自噬的响应奠定了基础。     

类猪圆环病毒 P1诱导 PK15细胞自噬的研究

旨在探讨类猪圆环病毒P1感染对PK15细胞自噬的影响。将同一批PK15细胞分成对照组和感染组，感染组在类猪圆环病毒P1感染PK15细胞后14，24，48 h分别收集细胞，对照组也在同样时间收获，用透射电镜观察自噬现象的发生。结果表明，与对照组相比，感染组PK15细胞内出现典型自噬形态学变化。揭示类猪圆环病毒P1能诱导PK15细胞发生自噬，但细胞发生自噬的相关信号传导通路还有待进一步研究。     

高度特异性小麦ATG8抗体的研制及其在细胞自噬检测中的应用

细胞自噬是一种进化上高度保守的溶酶体/液泡降解途径,对机体适应各种生物或非生物胁迫,以及维持自身正常生长发育具有重要的意义。自噬相关蛋白8 (autophagy-related protein 8, ATG8)是检测自噬的金标准。目前由于缺乏特异性好的小麦ATG8抗体,导致小麦细胞自噬研究进展缓慢。本研究通过人工合成小麦ATG8蛋白序列上的一段18个氨基酸的多肽作为抗原去免疫兔子,成功获得了高度特异性的小麦ATG8多克隆抗体。该抗体不仅能够识别小麦根、叶及种子中的ATG8蛋白条带,而且可以在根、叶中检测到细胞自噬结构,并首次在小麦籽粒中实现了细胞自噬结构的检测。本研究研制的小麦ATG8抗体,除了能够检测到小麦中常见的ATG8a-h等8种典型类型外,还能检测到一种非典型的新的ATG8蛋白,为深入开展植物细胞自噬调控机制研究以及优异新基因挖掘提供了最佳方法学基础。     

李发强教授研究团队首次揭示植物细胞自噬新途径

<正>日前,《The Plant Cell》在线发表了华南农业大学生命科学学院李发强教授研究团队的研究论文,首次揭示了一种新的不依赖于ATG1蛋白激酶复合体的植物细胞自噬途径。在此之前,ATG1蛋白激酶复合体一直被认为是激活植物细胞自噬途径必不可少的组分。植物细胞自噬是一种通过脂膜包裹自身细胞质蛋白或细胞器,并将其运     

过表达细胞自噬基因ATG8f对植物响应镉胁迫的影响

自噬是广泛存在于真核细胞中对损伤的细胞器和长寿命蛋白进行降解的一条途径。随着近几年工业发展的快速兴起,重金属引发的环境污染和生物健康问题引起了人们的关注。细胞自噬响应逆境胁迫,但是过表达自噬基因对耐受重金属胁迫的影响及作用机理还不清楚。本实验用不同浓度的镉处理野生型Col和ATG8f过表达拟南芥,分析其根长及叶绿素含量差异,从而了解细胞自噬和重金属镉胁迫之间的关系。结果表明:过表达ATG8f基因增加了植物对镉胁迫的敏感性。     

小麦自噬相关基因ATG10的克隆及白粉菌侵染诱导的ATG10的表达

细胞自噬是一种保守的真核生物细胞内物质分解和循环利用机制, 在植物生长、发育和逆境响应等过程中均扮演了重要角色。自噬相关蛋白ATG10是参与自噬小体形成的关键因子之一。利用同源克隆方法, 从经白粉病菌诱导48 h的小麦材料92R137/扬麦158⁷中克隆了ATG10基因家族3个成员(TaATG10a、TaATG10b和TaATG10c)。序列特征分析、物种间的比较和进化分析, 以及酵母功能互补实验结果证实, 这3个基因均为酵母ATG10的功能性同源基因。TaATG10a和TaATG10b的基因组序列具有相似的6外显子-5内含子基因结构。RT-PCR分析还发现这2个基因都具有2种可变剪接产物。TaATG10a和TaATG10b的GFP融合蛋白被定位于洋葱表皮细胞的细胞质中。白粉菌侵染能够诱导TaATG10a和TaATG10b表达, 因此推测, 小麦针对白粉菌侵染的免疫反应涉及对TaATG10及其参与的自噬过程的调控, 其调控模式因小麦抗、感白粉病反应、不同类型抗病基因介导的免疫反应和不同遗传背景下的感病反应而差异明显, 说明TaATG10及其参与的自噬过程与小麦-白粉菌互作反应关系的复杂性。从外源激素处理诱导的表达情况还发现, 抗、感白粉病的表型差异可能涉及抗、感材料TaATG10基因对同种激素(SA、乙烯或ABA)信号的不同响应模式。     

华南植物国水稻自噬基因研究取得新进展

自噬（autophagy）是发生在细胞内的“Selfeating”现象,其主要的生理功能是将胞质中的大分子物质（如蛋白质等）和一些细胞内源性底物（包括由于生理或病理原因引起的衰老、破损的细胞器）在单位膜包裹的自噬体中大量降解,实现再循环,以维持细胞自身的稳定。     

中国农科院植保所揭示细胞核自噬介导的病毒蛋白降解机制

<正>近日,中国农业科学院植物保护研究所作物有害生物功能基因组研究创新团队在《New Phytologist》在线发表研究论文,该论文发现了植物中的一种新型细胞核自噬能够降解病毒蛋白进而抑制病毒的复制和侵染的机制。细胞自噬是细胞质中进化保守的降解途径,已成为对抗入侵病原物的重     

中国农科院揭示植物RNA病毒利用UPR-细胞自噬促进病毒侵染的新机制

正近日,中国农业科学院植物保护研究所作物有害生物功能基因组研究创新团队通过研究发现芜菁花叶病毒(TuMV)能够激活非折叠蛋白响应途径(UPR)介导的细胞自噬,并招募UPR-细胞自噬-液泡膜相关因子促进病毒的复制和侵染,相关研究成果发表在《新植物学家(New Phytologist)》上。马铃薯Y病毒科病毒是世界种类最多、危害最为严重的植物RNA病毒     

甜菜幼苗对盐胁迫的生理响应及其自噬现象

为了明确盐胁迫下甜菜是否存在自噬现象及其与植株耐盐生理特性的关系,以耐盐型甜菜品种LS2004和盐敏感型甜菜品种KWS7125为试验材料,研究在不同盐梯度处理下甜菜的自噬发生情况、活性氧含量、渗透调节物质含量及其之间的作用关系。结果表明:盐胁迫可诱导甜菜幼苗体内自噬现象的发生,自噬参与了甜菜幼苗对盐胁迫的防御过程,具体表现为随着盐浓度升高自噬作用增强,在300 mmol/L盐胁迫条件下,LS2004的自噬作用最强、自噬体数最多,为KWS7125的1.22倍。KWS7125的活性氧含量高于LS2004,在200 mmol/L处理下二者的过氧化氢含量达到峰值,分别较对照增加了40.06%及41.54%。在各处理下,KWS7125的超氧阴离子含量与相对电导率均高于LS2004。LS2004的可溶性蛋白含量、脯氨酸含量及可溶性总糖含量均随着盐浓度的升高而呈现先上升后下降的变化规律,但与KWS7125之间变化规律存在差异。综上,盐胁迫下甜菜幼苗存在自噬现象,并且甜菜幼苗可通过自噬作用、缓解氧化损伤与渗透调节物质含量等综合作用来提高甜菜耐盐能力。     

非生物胁迫下黄瓜(Cucumis sativus)四个自噬基因的表达及生物信息学分析

自噬是一种存在于真核生物中进化保守的分解代谢过程,在植物处于逆境胁迫以及生长发育受阻时起到至关重要的作用。通过水杨酸诱导,从黄瓜中分离出四个自噬基因:ATG8C1、ATG8C2、ATG8F、ATG8C,为揭示这些自噬基因在非生物胁迫下的作用,本研究选取黄瓜幼苗为试材,分别进行以下激素和胁迫处理,并用qRT-PCR检测基因的表达:(1)用10 mmol/L SA和0.2%MeJA滴加叶片进行激素诱导处理,于0 h、6 h、9 h和24 h在滴加的位置取材;(2)用200 mmol/L NaCl进行盐胁迫处理,用20%PEG6000进行干旱胁迫处理,于0 h、6 h和24 h取黄瓜幼苗的根、茎和叶;(3)用黑暗进行碳饥饿处理,于0 h、6 h和24 h取黄瓜幼苗的根、茎和叶。结果表明,在SA和Me JA处理下,黄瓜四个自噬基因都呈现上调表达;在盐和干旱处理下,四个自噬基因的表达有所不同,在黄瓜根和叶中基本呈现上调表达,在茎中多数呈现下调表达。在碳饥饿处理下,四个自噬基因呈现大幅度上调表达。该结果说明在不同的胁迫下,自噬的发生途径有所不同。本研究还利用ExPasy在线工具ProParam和ProtScale分析了四个自噬蛋白的氨基酸、理论分子量和等电点等理化参数,利用MEGA5软件建立了系统进化树,对四个自噬基因进行了初步的生物信息学分析。通过以上试验可以为进一步研究黄瓜自噬基因参与植物抗逆胁迫提供分子生物学的理论基础。     

南京农大发现:稻瘟病致病源自“里应外合”

<正>稻瘟病菌引起的稻瘟病是水稻最严重的毁灭性病害,不仅发生于世界各地,而且有可能发病于水稻的各生育期,近年来每年给我国造成30亿公斤以上的粮食损失,甚至威胁着全球粮食安全。稻瘟病菌为什么这么"强大"?日前,南京农业大学教授张正光课题组揭示了组蛋白乙酰转移酶介导细胞自噬控制稻瘟病菌致病的机制。该研究在线发表于细胞生物学领域权威期     

直播法在发展中国家的潜力

众所周知,播种前的耕作已不是农业生产中必不可少的环节。因为除草剂能完全有效地控制杂草生长,用化学能替换机械能的方法已经被越来越广泛地使用在农业生产的过程中。直播和某些文献中的“免耕”是同一意思,即播种时,直接把种籽播进未翻耕的田土     

国内首个噬菌核霉生物农药获批登记

<正>近日,生物农药噬菌核霉在中国获得首个登记批准。该登记是由无锡楗农生物科技有限公司申请,登记剂型为噬菌核霉可湿性粉剂(2亿活孢子/克),用于防治油菜菌核病。噬菌核霉产生的孢子可以穿透细胞间的有色外壳,也可通过外壳表面的裂缝进入细胞,从而攻击土壤中靶标菌体如核盘菌属细菌的菌核,并杀灭该类细菌。噬菌核霉可在多种作物上进行使用,包括葡萄、大豆、向日葵、烟草、蔬菜、水果、景观作物等。     

口蹄疫病毒蛋白与细胞凋亡

口蹄疫病毒在感染细胞的过程中能够根据自己的需要诱导或者阻碍宿主细胞的凋亡,为自己创造最佳的生存环境并在一定程度上逃避宿主细胞的攻击,获得最大的生存能力。本文总结了近年来对FMDV各蛋白与细胞凋亡间的研究,分析其各蛋白在调节细胞凋亡过程中发挥的作用,并对FMDV的持续性感染机制的形成进行初步探讨。     

大蒜活性物质蒜氨酸对力竭训练大鼠心肌损伤的保护作用

本研究旨在探究蒜氨酸对力竭训练大鼠的影响及其可能的机制。通过对大鼠进行连续灌胃蒜氨酸并进行力竭训练,我们评估了蒜氨酸对力竭时间、能量代谢、心肌损伤、心肌组织形态、炎症、氧化应激和自噬相关蛋白表达的影响。结果显示,蒜氨酸剂量依赖性地延长了力竭训练大鼠的力竭时间,提高了运动能力。此外,蒜氨酸改善了力竭训练大鼠的能量代谢,促进了糖原合成和脂肪动员,减少了乳酸堆积和蛋白质分解。同时,蒜氨酸减轻了力竭训练大鼠的心肌损伤,改善了心肌组织形态,抑制了心肌组织的炎症反应和氧化应激。此外,蒜氨酸激活了力竭训练大鼠心肌组织的自噬过程。综上所述,蒜氨酸具有保护心肌、改善能量代谢和激活自噬的作用,可能是一种具有潜在药用和食用价值的运动功能食品添加剂。     

水稻OsUBA基因的表达及其在促进种子萌发和开花中的功能

自噬是将功能异常或不需要的胞内组分降解的细胞学过程,广泛参与真核生物的生长发育过程、对营养缺乏的响应及生物/非生物胁迫反应。NBR1 (Next to BRCA1 gene 1, NBR1)是在植物中发现的最重要的自噬受体,但有关植物NBR1类自噬受体的研究较少,水稻中此类蛋白的研究还是空白。本文通过RT-PCR方法,从水稻日本晴幼苗的cDNA中克隆到一个含有泛素相关结构域(Ubiquitinassociated,UBA)的基因,将其命名为OsUBA。OsUBA的开放阅读框长2538 bp,编码845个氨基酸残基。OsUBA属于水稻中的NBR1类蛋白。OsUBA的启动子区有多个与光、逆境胁迫及激素反应相关的元件; OsUBA基因在水稻花药、正在萌发的种子以及根中的表达量较高,在茎和叶中也有表达; 200μmol L~(–1) ABA处理显著抑制OsUBA的表达,100μmol L~(–1) GA处理后OsUBA的表达略有升高。对OsUBA过表达水稻株系的研究表明,转基因水稻种子的萌发比野生型更快, ABA (3μmol L~(–1))处理显著抑制OsUBA过表达水稻株系种子的萌发, GA (100μmol L~(–1))处理对OsUBA过表达水稻株系种子的萌发略有促进;OsUBA过表达水稻株系的开花时间较野生型明显提前。这些结果表明,水稻NBR1蛋白基因OsUBA的表达和功能可能与对开花时间和种子萌发的调控以及生物/非生物胁迫反应有关。