橡胶树白粉菌MAPK级联信号途径全基因组鉴定及途径模型建立

从全基因组水平鉴定橡胶树白粉菌(Oidium heveae)的MAPK级联信号途径基因,并对其进行Blast比对、蛋白质结构域及聚类分析,构建橡胶树白粉菌中的MAPK级联途径简图,为深入研究其MAPK级联途径的功能奠定基础。利用橡胶树白粉菌基因组数据库和小麦白粉菌(Blumeria graminis)的同源序列进行比对,获得25个MAPK信号途径相关基因。在橡胶树白粉菌基因组中发现了2个MAPK基因、2个MAPKK基因和5个MAPKKK基因。多重序列比对与保守位点分析表明,橡胶树白粉菌MAPK信号途径的激酶结构域均高度保守。在橡胶树白粉菌中构建Fus3/Kss1MAPK、Hog1 MAPK、Slt2(Mpk1)MAPK 3条MAPK级联途径,为深入探究植物病原真菌MAPK超家族的功能奠定了基础。     

玉米大斑病菌MAPK超家族的全基因组鉴定及途径模型建立

【目的】从全基因组水平鉴定玉米大斑病菌（Setosphaeria turcica）的MAPK超家族基因,并对其进行系统进化、基因结构、多重序列比对及保守位点分析,构建玉米大斑病菌中的MAPK级联途径模型,为深入研究该植物病原菌中MAPK级联途径的功能奠定基础。【方法】利用玉米大斑病菌基因组数据库,通过基于隐马尔科夫模型的HMMER 3.0软件搜索基因组,鉴定并获得MAPK超家族成员序列、基因组定位信息;采用MEGA 5.0软件进行系统进化分析;通过GSDS工具进行基因结构分析;利用ClustalX、MEME工具分析MAPK蛋白激酶区的保守性及保守位点。【结果】在玉米大斑病菌基因组中发现了4个MAPK基因、3个MAPKK基因和3个MAPKKK基因。系统进化分析将MAPK分为Kss1/Fus3、Slt2、Hog1及Ime2 4类;MAPKK分为Pbs2、Ste7及Mkk1 3类;MAPKKK分为Ste11、Bck1及Ssk2 3类。基因组定位及基因结构分析表明,MAPK超家族散布在基因组中,且MAPK基因的结构最为复杂多样,MAPKK次之,MAPKKK结构最简单。多重序列比对与保守位点分析表明,玉米大斑病菌MAPK超家族的激酶结构域均高度保守,其中MAPK具有保守的“-TxY-”磷酸化位点,MAPKK含有保守的“-SD[V/I]WS-”磷酸化位点,MAPKKK含有“-G[S/T][V/P][F/M][W/Y]M[A/S]PEV-”特异性保守位点。【结论】全基因组分析表明,玉米大斑病菌中包括4个MAPK基因、3个MAPKK基因和3个MAPKKK基因。通过系统进化、基因结构及多重序列比对和保守位点分析,在玉米大斑病菌中构建了Fus3/Kss1-homolog、Slt2-homolog、Hog1-homolog和Ime2-homolog 4条MAPK级联途径,其中Ime2 homolog为一条新发现的MAPK级联途径。该信息为深入解析植物病原真菌MAPK超家族的功能奠定了基础。     

玉米弯孢叶斑病菌Fus3/Kss1-MAPK级联途径的相关基因鉴定与结构特征分析

植物病原真菌Fus3/Kss1-MAPK级联途径在调控病原菌附着胞形成和致病性等方面起重要作用。为了明确Fus3/Kss1-MAPK级联途径在玉米弯孢叶斑病菌中的调控作用,笔者采用生物信息学方法,对玉米弯孢叶斑病菌全基因组中的Fus3/Kss1-MAPK级联途径的相关基因进行鉴定并对其分子结构特征分析。结果表明:从玉米弯孢叶斑病菌中鉴定出Fus3/Kss1-MAPK级联途径中3个蛋白激酶基因Clf、Map2k、Clk1和一个锚定蛋白基因Cl Ste50。蛋白序列分析以及进化树构建等表明它们分别与来源其他植物病原真菌的Fus3/Kss1-MAPK途径中的激酶蛋白和锚定蛋白具有相似的结构特征和保守结构域,有较高同源性和较近的亲缘进化关系。玉米弯孢叶斑病菌Fus3/Kss1-MAPK途径的相关蛋白激酶Clk1、Map2k、Clf和锚定蛋白Clste50与其他真菌Fus3/Kss1-MAPK途径的相关蛋白结构相似,推断有相似的功能。     

病原真菌中MAPK信号通路的研究进展

信号通路对于细胞生理指标变化具有调控功能,不同的信号通路对于细胞行为的影响是不同的。综述了MAPK信号通路在形态建成、细胞生长、胞壁合成以及应答压力等方面的重要作用,并从HOG途径、Mkc1途径、Cek1和Cek2途径,以及Fus3/Kss1-MAPK信号通路和Slt2-MAPK级联通路等方面阐述了MAPK信号通路的研究进展。     

水稻MAPK家族基因对纹枯病菌和激素的响应特征研究

MAPK (mitogen-activated protein kinase)信号级联系统在调节植物生长发育和逆境胁迫中具有重要作用。以不同抗感纹枯病水平的水稻品种为材料,分析OsMPKs类基因对水稻纹枯病菌的侵染响应特征,发现供检测的17个OsMPKs基因对纹枯病菌处理后均有不同程度的表达响应,且在抗病、感病品种间存在一定差异。通过茉莉酸、水杨酸和乙烯处理,发现OsMPKs基因至少受到1种激素的诱导表达,且对不同激素的处理响应存在差异。组织表达分析显示,OsMPK3、OsMPK6等6个OsMPKs基因在纹枯病菌主要侵染部位叶鞘和叶片中有较强表达。综合比较不同表达分析结果,发现一些可能参与调控水稻对纹枯病抗性的OsMPKs基因。     

稻瘟菌侵染过程相关信号通路研究进展

稻瘟菌(Magnaporthe oryzae)是典型的植物致病菌,其侵染过程依赖多种信号通路参与调控,包括环化腺苷酸(cAMP)信号通路、丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信号通路和Ca2+信号通路。最新研究发现,除了cAMP信号通路和MAPK信号通路,Ca2+信号通路在稻瘟菌的生长发育、孢子萌发、侵染结构形成和致病性方面也具有重要作用。结合这些信号通路及其相关基因和蛋白研究,综述了调控稻瘟菌致病性相关发育的信号传递分子机理,旨在为稻瘟菌致病机理的研究提供新的线索。     

低温胁迫下牛皮杜鹃MAPK级联参与ABA信号转导的基因表达分析

为了探究牛皮杜鹃在低温胁迫下MAPK级联途径参与ABA信号转导的分子机制,通过转录组测序的方法对4℃低温处理组和25℃正常对照组牛皮杜鹃进行研究。结果表明,转录组测序共得到6.40 Gb clean data,低温组筛选出12 261个差异表达基因,其中上调基因和下调基因的数量分别为6 811个和5 450个。对关键基因进行KEGG注释发现,共有228个差异表达基因富集到MAPK信号通路-植物通路,其中ABA信号转导通路中大部分差异表达基因发生上调,说明该信号通路在低温胁迫下被激活。推测牛皮杜鹃在低温胁迫下可激活MAPK级联途径中相关基因的表达来参与ABA信号转导过程,进而应对低温环境所带来的不利影响。     

金针菇JA/SA信号通路基因鉴定及其对外源JA/SA应答

本研究鉴定了金针菇茉莉酸(JA)信号通路的4个关键基因:COI1、PDF1.2、MYC2-1、MYC2-2与水杨酸(SA)信号通路的4个关键基因:PR1-1、PR1-2、NPR1-1、NPR1-2。NBT染色法和荧光定量结果表明,金针菇JA/SA信号通路可应答外源JA/SA,50μmol·L~(-1)外源JA和500μmol·L~(-1)外源SA处理金针菇菌丝12h可显著提高JA/SA信号通路基因的转录水平,基因PDF1.2响应JA诱导最明显,可作为JA信号通路标记基因;JA/SA信号转导途径间存在协同或拮抗作用:SA信号转导通路中NPR1蛋白对JA信号转导通路中PDF1.2基因表达有抑制作用,外源JA/SA的相对浓度决定其作用的强弱。     

化学物质对水稻纹枯病菌黑色素形成的影响

【目的】水稻纹枯病是由立枯丝核菌Rhizoctonia solani AG-1 IA融合群引起的真菌病害,本研究旨在明确外界培养条件与水稻纹枯病菌黑色素形成的关系。【方法】采用菌丝生长速率法和紫外分光光度法,测定化学肥料[500μg/mL K_2SO_4、NaH_2PO_4、CO(NH_2)_2]、金属离子(5μg/mL CuSO_4、FeSO_4、ZnSO_4)、抗氧化剂(5μg/mL槲皮素、桑色素、抗坏血酸)和对照(300μg/mL莨菪碱、50μg/mL儿茶酚、水)对水稻纹枯病菌菌丝生长速率、菌核数量、菌核鲜质量和干质量以及黑色素含量的影响。【结果】500μg/mL K_2SO_4、NaH_2PO_4和CO(NH_2)_2,5μg/mL CuSO_4和ZnSO_4,5μg/mL槲皮素、桑色素和抗坏血酸以及50μg/mL儿茶酚溶液对水稻纹枯病菌黑色素的形成均有促进作用。其中,500μg/mL的CO(NH_2)_2处理下,水稻纹枯病菌产生黑色素最多,为113.2 mg;而300μg/mL的莨菪碱处理下,水稻纹枯病菌产生黑色素最少,为37.4 mg。【结论】水稻纹枯病菌黑色素的产生与菌丝生长速率和菌核发育没有必然的联系,即抑制菌丝生长和菌核发育的化学物质,不一定能够抑制黑色素的形成。本研究结果可为水稻纹枯病防控机理的研究提供依据。     

稻瘟病菌附着胞发育相关信号传递研究进展

附着胞的分化、形成和成熟是稻瘟病菌成功侵入寄主的前提.稻瘟病菌识别不同的胞外信号,可通过环化腺苷酸(cAMP)信号途径、丝分裂原激活蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinase,MAPK)信号转导途径和Ca2+信号途径等不同的信号途径来调控附着胞发育.结合这些信号传递途径相关基因及其信号途径间关系的研究论述了调控稻瘟病菌附着胞分化和发育的信号传递的分子机理.     

湖北省水稻纹枯病菌菌丝融合群鉴定

用采自湖北省44个县、市的62个水稻纹枯病菌菌株与Rhizoctonia solani的菌丝融合群国际标准株AG-1IA、AG-1IB、AG-1IC、AG-4和AG-5进行了菌丝融合试验。结果证明,供试的62个菌株均能与AG-1IA株融合,其中有60株也能与AG-1IC株融合。比较而言,供试株与AG-1IA的融合率高于与AG-1IC的融合率。据此,供试菌株应归于R.Solani AG-1IA。     

黑龙江省水稻纹枯病菌菌丝融合群判定及遗传多样性分析

从黑龙江省27个县市采集分离到77个水稻纹枯病菌菌株,经显微镜观察全部为多核菌株。利用载玻片定位融合法,将分离纯化得到的77个菌株分别与AG1-1A、AG1-1C、AG3、AG5、AG-6和AG-8等6个标准菌株作对峙试验。结果表明,黑龙江省水稻纹枯病菌主要菌丝融合群为AG1-1A、AG1-1C和AG-5,出现频率分别是80.51%、12.99%、2.60%。营养亲合群判别结果表明,77个待测菌株分为23个营养亲和群,其中有11个亲和群由单个菌株独立组成,出现频率为47.83%。遗传变异分析中,当遗传距离为0.6667时,从不同菌丝融合群中选取的15个代表菌株可划分为5个类群,与菌丝融合群判定结果基本一致。     

西南地区立枯丝核菌优势融合群致病性的初步研究

用AG-1TA、AG-4及AG-2三个菌丝融合群共8个菌株,对11科19属20仲植物进行了侵染试验。结果表明,AG-1TA、AG-4及 AG-2的侵染范围无明显差异,能使大多数参试植物发生种腐和立枯,但各融合群间的致病力有所不同。AG-4对种子及幼苗的致病力大于 AG-1TA 及 AG-2,而 AG-1TA对水稻及玉米成株的致病大于 AG-4并引起典型的纹枯症状。     

四川省小麦纹枯病菌系研究

从四川41个县(市)的小麦纹枯病标样中获得112个丝核菌株。其中,双核丝核菌130个,占98.48%,均属 Rhizoctonia cerealis,即 AG-D 群;多核丝核菌2个,占1.52%,分属 Rhizoctonia solani AG-1群和 AG-2-1群。除双核与多核间有显著差别外,双核丝核菌 AG-D 群的7个菌株间的培养性状在一些方面亦有较大差异。这说明群内尚有分化现象。     

广西水稻纹枯病菌菌丝融合群鉴定初报

从广西36个县(市)采集水稻纹枯病标样,经分离纯化后获得186个丝核菌菌株。菌丝融合测试结果表明,这186个丝核菌菌株分别属于3菌丝融合群:即立枯丝核菌(Rhizoctoniasolani)的AG-1-IA和AG-4融合群,双核丝核菌的AGBb融合群,出现的频率分别为96.4%、2.15%和1.62%。不同的菌丝融合群在菌丝生长速率方面存在明显的差异,其中AG1-IA的生长速率最大,AGBb生长速率最小。     

水稻纹枯病菌粗毒素提取及活性初步研究

[目的]研究水稻纹枯病菌的致病机制及毒素的活性成分。[方法]将水稻纹枯病菌Rhizoctoniasolani在改良Richard培养基中培养,培养滤液经离心、灭菌、活性炭粒吸附层析、甲醇洗脱、蒸馏水洗脱、浓缩得培养液粗提物、甲醇粗提物以及水粗提物,并对3种粗提物进行活性测定。[结果]3种粗提物均为黄褐色膏状物;活性测定表明,3种粗提物对水稻胚根、胚芽都有明显的生长抑制作用,对水稻4叶期幼苗都有致萎作用,对水稻离体叶片也有不同程度的毒害作用,能产生与病原茵侵染类似的云纹状褪绿斑。[结论]水稻纹枯病茵毒素的活性组分可能有多种成分。     

河南省几种主要禾谷类作物丝核菌的鉴定及交互侵染研究

通过细胞核快速染色鉴定及与日本生越明博士的标准丝核菌株配合测定，分离自河南省小麦，玉米，水稻，谷子和高染等作物纹枯病斑上的丝核菌株分属于双核丝核菌和多核丝核菌２大类，以多核丝核菌为主。其中小麦丝核菌株为双核丝核菌的ＡＧ－Ｂ（０）融合群，玉米和水稻丝核菌株均为多核丝核菌的ＡＧ－１－ＩＡ融合群，谷子和高梁丝核菌株分别为多核丝核菌的ＡＧ－１－ＩＣ融合群和ＡＧ－５融合群。大田人工接种试验结果表明，供试的５     

哈茨木霉几丁质酶基因提高水稻抗病性研究

 以农杆菌介导法将木霉内切几丁质酶基因ThEn－42导入粳稻台北－309和农虎6号中。PCR检测表示ThEn－42己整合入水稻基因组中。在温室中进行的抗病性检测结果表明：T₀代转基因植株对纹枯病菌（Rhizoctonia solani Kühn）的抗性得到了明显的提高。T₀代转基因植株的离体叶片也表现出对纹枯病菌的抗性。