丝状真菌抗逆相关基因研究进展及其应用

丝状真菌作为真菌中一类重要的微生物类群,在食品加工、酶剂和有机酸的生产、生物防治等方面发挥着重要作用。但是在实际应用当中,由于丝状真菌的生长、代谢等严格受到自身抗逆性能及对外界环境的适应性能的影响,因此丝状真菌的应用受到环境条件的严格限制。而菌株的抗逆相关基因直接决定了其自身的抗逆能力及环境的适应能力。因此,就丝状真菌抗逆相关基因的研究方法及其在提升菌株抗逆性能的应用上进行了综述,为今后的丝状真菌菌株的改良及规模化的运用具有推动作用。     

谢瓦氏曲霉间型变种veA基因全长克隆及序列分析

为进一步研究谢瓦氏曲霉间型变种中veA基因的结构及其与有性发育的关系,以谢瓦氏曲霉间型变种为有性发育研究材料对veA基因进行全长克隆,根据已克隆到的veA保守区片段设计基因特异性引物(GSP),使用RACE技术从总RNA克隆到了长度为2 515 bp的veA基因的cDNA。序列分析表明,该cDNA编码有562个氨基酸残基,其预测蛋白质序列与丝状真菌的其他种相应预测蛋白质比对结果发现,其相似性较好,保守区序列集中于蛋白质的N端。进一步研究表明,该基因开放阅读框内只含一个内含子,长度为54 bp,位于起始密码子下游149 bp处。说明,已成功地从谢瓦氏曲霉间型变种中克隆到了veA基因。     

钼提高植物抗逆性研究进展

钼（Mo）作为植物必需的微量元素,在促进植物生长发育和增强植物抗逆性方面发挥着关键作用。植物对钼的吸收转运主要受到钼酸盐转运蛋白基因MOT1和MOT2调控,钼进入植物体内以含钼酶形式参与植物生长代谢,其中对植物抗逆性方面的调控主要表现为：钼通过含钼酶硝酸还原酶、醛氧化酶、黄嘌呤脱氢酶影响植物体内的光合碳氮代谢、激素合成和活性氧代谢进而调控植物抗寒性;钼通过硝酸还原酶和醛氧化酶介导的信号转导过程调控根系发育、养分水分利用及抗旱基因表达,进一步影响脂质合成与代谢调控植物抗旱性;最新研究还发现钼在植物适应盐胁迫、缓解重金属胁迫方面也具有重要作用。这些研究结果为通过钼营养调控提升植物的抗逆性提供了新思路。     

环境因子对黄酮代谢的影响及其分子机制

黄酮是植物体内一类重要的代谢物,它们不仅对植物的生长、发育及适应性等方面有重要的调节作用,而且含有很多活性成分具有良好的药用价值。本文综述了黄酮类物质在植物和药理方面的重要作用,介绍了其代谢途径以及代谢中的重要基因和酶。同时本文还介绍了阳光、紫外辐射和水分等环境因子对黄酮代谢中的重要基因的调控,并阐明环境因子对黄酮代谢产生影响的分子机制。     

新奇的调控分子——microRNA

microRNA(miRNA)是一类内源性表达的在转录后基因调控中发挥重要作用的小分子非编码RNA。在动植物细胞中,miRNA通过翻译抑制和靶mRNA去稳定性来调控靶基因,从而调控生长、发育、分化、死亡等生物过程。综述了miRNA的发现、形成、特点及调控机制。     

真菌细胞自噬的研究进展

为了维持细胞内部物质与能量的动态平衡,真菌在进化过程中形成了一些复杂的机制来调控胞内物质的代谢和循环,其中的一条重要途径就是自噬。自噬在真核生物体内是高度保守的,其通过形成具有双层膜结构的自噬体囊泡,将细胞内受损的细胞器或蛋白质包裹起来,随后运输到液泡中进行降解。在过去20多年里,人们对真菌细胞自噬进行了深入的研究,通过对自噬相关蛋白的分析,逐渐揭示了自噬过程中的一些分子及调控机制。在对丝状真菌自噬基因功能分析的过程中,发现自噬在丝状真菌营养生长、产孢、孢子萌发、侵染结构形成以及致病力等方面都起着非常重要的作用。本综述介绍了真菌细胞自噬的分子及调控机制以及自噬基因在丝状真菌中的功能的研究进展。     

茉莉酸信号传导在植物抗逆性方面研究进展

茉莉酸(jasmonic acid,JA)作为一种重要的新型植物内源激素广泛参与调控植物防御反应和形态发育相关的多种生物学过程。近年来,越来越多的研究发现茉莉酸在调控植物发育和渗透胁迫应答等方面发挥着重要作用。从茉莉酸信号传导途径中的关键节点基因对根、气孔的发育以及对光合作用的影响阐述了该信号途径在植物抗逆性方面的最新研究进展,从而为全面认识茉莉酸及其信号途径在植物抗旱、耐盐碱方面所发挥的作用提供参考。     

表观遗传学与生殖细胞发育分化研究发展

从DNA甲基化修饰、组蛋白甲基化和乙酰化修饰、基因印记和RNA干扰等几个方面,综述了表观遗传学的基本机制及其对哺乳动物生殖细胞发育分化的影响。表观遗传学对于动物机体生长、代谢及功能的正常维持具有重要作用,其中任何方面的异常都会导致体细胞和生殖细胞的生长分化调控失常,甚至引发疾病。     

植物磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的调控机制及功能研究进展

磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK)是开花植物中普遍存在的一类重要的代谢调控酶,在特定的组织细胞中表达,且活性受磷酸化调节。PEPCK通过多种代谢途径间接参与植物氮代谢、pH平衡、果实成熟及种子萌发的糖异生、C_4及景天科代谢(CAM)植物光合作用的CO_2浓缩等重要过程,在植物生长过程中发挥了重要作用。文中概述了PEPCK的调控机制及其在植物生长过程中的主要功能,展望了PEPCK在植物基因工程中的应用前景。     

氨基酸代谢变化引起的c-di-GMP稳态波动对大肠杆菌致病过程中菌毛合成的影响

[目的]细菌能够合成多种信号分子,调控自身在各种营养状态或应激条件下的生长代谢及毒力发挥。第二信使环二鸟苷酸(c-di-GMP)在致病菌感应氨基酸饥饿(AAS)的过程中发挥重要作用,调控多种生理活动并显著影响其毒力发挥。本文旨在研究c-di-GMP在尿道致病性大肠杆菌(UPEC)尿道定殖及毒力发挥过程中的作用。[方法]采用尿液培养UPEC,结合转座子突变技术筛选氨基酸代谢相关生长缺陷基因,采用基因敲除技术、特定氨基酸回补及小鼠尿道感染模型验证尿液生长及尿道定殖缺陷表型;借助表达谱数据、RT-qPCR及β-半乳糖苷酶活性测定法筛选并鉴定受氨基酸饥饿影响的毒力基因及c-di-GMP相关基因;通过多基因敲除及回补技术、凝胶阻滞试验(EMSA)鉴定c-di-GMP对毒力基因的调控机制。[结果]精氨酸、异亮氨酸及蛋氨酸代谢失衡引起UPEC在尿液中生长缺陷,尿道定殖能力显著下降及局部c-di-GMP稳态破坏;YciR及YcgF相关c-di-GMP体系失衡显著下调菌毛基因簇表达;YciR通过调节子MlrA直接调控P菌毛基因簇表达;YcgF通过下游配对调节子YcgE直接调控P菌毛基因簇表达。[结论]c...     

VelB/VeA/LaeA complex coordinates light signal with fungal development and secondary metabolism

Differentiation and secondary metabolism are correlated processes in fungi that respond to light. In Aspergillus nidulans, light inhibits sexual reproduction as well as secondary metabolism. We identified the heterotrimeric velvet complex VelB/VeA/LaeA connecting light-responding developmental regulation and control of secondary metabolism. VeA, which is primarily expressed in the dark, physically interacts with VelB, which is expressed during sexual development. VeA bridges VelB to the nuclear master regulator of secondary metabolism, LaeA. Deletion of either velB or veA results in defects in both sexual fruiting-body formation and the production of secondary metabolites.     

植物病原丝状真菌RGS的研究进展

G蛋白信号调控因子（RGS）作为G蛋白信号途径中发挥重要的负调控作用的蛋白，其功能主要表现影响真菌菌丝生长、产孢等发育阶段，以及次生代谢产物、色素合成等致病性方面。近些年，随着学术界对于植物病原丝状真菌RGS蛋白研究的不断深入，产生了大量的学术报道，然而，尚缺乏对模式真菌与植物病原丝状真菌中RGS蛋白系统性对比分析的研究报道。该文对模式真菌与植物病原丝状真菌RGS蛋白的结构、分类进行综述，并通过SMART保守结构域、二级结构组成情况以及遗传关系分析，明确了植物病原丝状真菌与模式真菌中的RGS蛋白均具有保守的RGS结构域以及相似的二级结构组成情况，以及根据RGS蛋白的序列同源性，明确真菌中RGS蛋白可分为6大类，具有不同结构域的RGS蛋白分别聚类。同时，对不同真菌中RGS蛋白功能进行综述，明确植物病原丝状真菌中RGS的数量和类型均多于模式真菌，RGS蛋白功能具有保守性和独特性特征。为今后学术界进一步开展植物病原丝状真菌中RGS蛋白的作用机制解析，以及植物病原丝状真菌与其他模式真菌中RGS蛋白之间的关系解析提供理论基础。      

丝状真菌遗传转化的研究进展

 近年来,丝状真菌的分子生物学研究发展非常迅速,特别是丝状真菌的遗传转化研究取得了很大的进步。同时,丝状真菌遗传转化是一种有效的分子生物学手段。对丝状真菌遗传转化系统的最新研究进展进行综述,包括丝状真菌的转化方法、选择标记、基因标签的获得方法等。     

丝状真菌启动子研究进展

文中综述了丝状真菌中用于开启异源或同源基因表达的启动子的最新进展。分别重点介绍了在丝状真菌中诱导型启动子、组成型启动子及其他一些启动子的应用情况,为在丝状真菌中表达异源基因或一些新基因功能的研究提供帮助。     

木糖发酵产乙醇微生物研究进展

简述了木糖发酵产生乙醇的菌种,有细菌、酵母、丝状真菌和基因工程菌,其中丝状真菌具有良好的应用前景。     

以amdS为筛选标记的黑曲霉遗传转化体系的建立

黑曲霉是一种重要的发酵工业微生物,也是用于研究丝状真菌生长、发育、代谢、基因功能等的模式微生物。将构巢曲霉来源的乙酰胺酶编码基因amdS在黑曲霉中异源表达,成功得到黑曲霉amdS转化子。经表型分析,amdS赋予了黑曲霉在乙酰胺为唯一氮源的培养基上生长的能力,而野生型菌株则生长微弱。构建了以amdS为筛选标记的基因敲除载体,以草酰乙酸水解酶基因oahA上下游同源序列构建oahA敲除质粒,转化黑曲霉后成功筛选到oahA敲除菌株,草酸合成水平明显降低。结果表明,利用amdS作为营养筛选标记能够很好地应用于黑曲霉遗传转化操作中。     

以amdS为筛选标记的黑曲霉遗传转化体系的建立

黑曲霉是一种重要的发酵工业微生物，也是用于研究丝状真菌生长、发育、代谢、基因功能等的模式微生物。将构巢曲霉来源的乙酰胺酶编码基因amdS在黑曲霉中异源表达，成功得到黑曲霉amdS转化子。经表型分析，amdS赋予了黑曲霉在乙酰胺为唯一氮源的培养基上生长的能力，而野生型菌株则生长微弱。构建了以amdS为筛选标记的基因敲除载体，以草酰乙酸水解酶基因oahA上下游同源序列构建oahA敲除质粒，转化黑曲霉后成功筛选到oahA敲除菌株，草酸合成水平明显降低。结果表明，利用amdS作为营养筛选标记能够很好地应用于黑曲霉遗传转化操作中。