小麦蓝矮病植原体核糖体蛋白rpl22和rps3的生物信息学分析

【目的】将生物信息学方法应用于小麦蓝矮病植原体(WBD)的分类研究,确定了小麦蓝矮病植原体的分类地位。【方法】应用植原体核糖体蛋白(rp)基因通用引物对rpF1/rpR1,对WBD进行PCR扩增并得到特异片段,对特异片段进行测定及同源性分析。【结果】序列测定结果表明,WBDrp基因片段长1 240 bp,包含部分rps19基因和全部的rpl22和rps3基因,且后2个基因为重叠基因,分别编码129和252个氨基酸,rpl22和rps3蛋白的等电点分别为12.605和11.755。【结论】WBD与16SrⅠ-C亚组中三叶草绿变病(Clover phyllody)的KVE、KVG、CPh株系亲缘关系最近,核苷酸同源性依次为99.7%,99.6%和99.0%,WBD与KVE株系的rpl22和rps3基因编码的氨基酸同源性分别为100%和98%,因此将小麦蓝矮病植原体划归到16SrⅠ-C亚组。     

小麦蓝矮病植原体核糖体蛋白基因片段序列分析

采用nested-PCR技术对小麦蓝矮病植原体核糖体蛋白基因片段进行扩增,并对扩增片段进行了序列测定及分析。结果表明,nested-PCR扩增得到约1.2kb的特异片段,经核苷酸序列测定获得小麦蓝矮病植原体核糖体蛋白基因序列(1136bp);小麦蓝矮病植原体(WBD)与16Sr组中的各亚组代表植原体亲缘关系均达到96%以上,其中与三叶草变叶病植原体(CPh株系)亲缘关系最近,核苷酸同源性为99.7%,归为翠菊植原体(CandidatusPhytoplasmaasteris)16Sr-C亚组,该结果与以前报道的利用16SrDNA的分组结果一致,从亚组水平上进一步确定了小麦蓝矮病植原体的分类地位。     

小麦蓝矮植原体免疫膜蛋白（Imp）基因的克隆和分子特性分析

 【目的】探讨小麦蓝矮植原体免疫膜蛋白在介体-病原-寄主互作的分子机理。【方法】通过植原体免疫膜蛋白基因序列两侧的保守区设计引物对Imp 1051/Imp 2265，用PCR方法扩增小麦蓝矮植原体免疫膜蛋白基因；对扩增片段的最大开放阅读框和基因的同源矩阵、系统发育树分析；对克隆基因所编码蛋白进行跨膜区、亲疏水区和前导信号序列分析。【结果】从小麦蓝矮病病株和接种长春花中均扩增到约1.0 kb的特异片段，其中小麦蓝矮植原体免疫膜蛋白基因长495 bp，推导的编码蛋白含有164个氨基酸。与10种植原体的免疫膜蛋白基因进行序列同源性分析，小麦蓝矮与三叶草绿变植原体同源性最高，核苷酸和编码的氨基酸序列的同源率分别为98.4％和95.1％。蛋白质结构分析结果表明：小麦蓝矮免疫膜蛋白N端有一个跨膜的前导信号序列，C端为跨膜锚定区，中间为膜外亲水区。【结论】小麦蓝矮植原体与三叶草绿变、翠菊黄化、洋葱黄化和泡桐丛枝植原体的免疫膜蛋白为同型蛋白。     

枣疯病和酸枣丛枝病植原体16S rDNA和tuf基因的序列同源性分析

 【目的】枣疯病是枣树上由植原体引起的一种毁灭性病害，遍布于中国华北、西北、华东、华南等25个省(市)的枣区，造成了巨大的经济损失。【方法】经PCR扩增，分别对中国陕西的彬县、阎良、武功、佳县、杨凌，河北沧州和山东德州7个枣区的枣疯病样品和杨凌4个酸枣丛枝病样品植原体16S rDNA基因保守序列和延伸因子tuf基因进行克隆和测序。【结果】获得枣疯病和酸枣丛枝病植原体的16S rDNA基因片段均为1 239 bp，tuf基因均为851 bp。通过序列同源性比较，结果表明中国陕西、河北、山东的枣疯病的病原一致，归属于植原体16S rⅤ-B组。由于枣疯病和酸枣丛枝病的植原体16S rDNA有5个碱基的差异，tuf基因的同源性为99.6%，推测为同一个种的不同寄主生物学型。【结论】首次报道了中国枣疯病和酸枣丛枝病植原体16S rDNA和延伸因子tuf基因的序列，确定了枣疯病和酸枣丛枝病植原体的分类地位，为研究枣疯病植原体的致病分子机理、遗传本质提供理论依据。     

secY和nusA基因在泡桐丛枝植原体亚组分类中的应用

【目的】利用分子生物学方法分析泡桐丛枝植原体转运蛋白secY基因及转录延伸因子nusA基因,从亚组水平上确定陕西泡桐丛枝植原体的分类地位。【方法】采集陕西杨凌、彬县、旬邑、永寿、周至和宝鸡等6个泡桐栽培区的泡桐丛枝样品,提取病样总核酸;设计引物对secY-F/R和nusA-F/R,对泡桐丛枝植原体secY、nusA基因进行PCR扩增及核苷酸序列测定与系统发育分析。【结果】获得了泡桐丛枝病植原体secY基因序列的全长,大小为1 358bp,编码414个氨基酸;获得了部分nusA基因序列,大小为946bp,编码315个氨基酸。序列同源性分析结果表明,陕西各县区泡桐丛枝植原体的secY、nusA基因序列均一致。一致性分析和系统发育分析表明,陕西泡桐丛枝植原体与台湾泡桐丛枝植原体的亲缘关系最近,secY、nusA基因序列的同源性分别为99.9%和99.6%。【结论】首次报道了泡桐丛枝植原体转运蛋白secY基因及转录延伸因子nusA基因的序列,并以其作为分类标准,将陕西泡桐丛枝植原体归属到16SrⅠ-D亚组。     

海南苦楝丛枝病植原体核糖体蛋白基因片段序列分析

【目的】利用分子生物学方法分析采自海南儋州的苦楝丛枝病植原体核糖体蛋白(rp)基因,从亚组水平上确定苦楝丛枝病植原体的分类地位。【方法】利用植原体核糖体蛋白基因通用引物对rpF1/rpR1,应用PCR技术对苦楝丛枝病植原体的核糖体蛋白基因进行扩增,对其核苷酸序列进行测定并分析。【结果】通过PCR扩增得到约1.2 kb的特异片段,测序结果表明该片段长1 240 bp,包括rps19基因的3′区域,rpl22和rps3基因的全部区域。进一步分析发现,该片段与苦楝丛枝病贵州株系(Chinaberry witches’-broom,CWB-GZh)的亲缘关系最近,核苷酸同源性达99.9%。基于核糖体蛋白基因核苷酸序列,构建了海南苦楝丛枝病植原体与其他18个已知分类地位植原体的系统分类树状图,结果表明,引起海南苦楝丛枝病的植原体与16SrⅠ-B亚组植原体越南苦楝黄化、苦楝丛枝贵州株系和苦楝丛枝云南株系在同一条进化枝上。【结论】报道了海南苦楝丛枝病植原体的核糖体蛋白基因序列,海南苦楝丛枝病植原体属于16SrⅠ-B。     

苦豆子丛枝病植原体的分子检测与鉴定

【目的】对苦豆子丛枝病植原体做出分子检测与鉴定。【方法】通过PCR扩增技术,分别利用植原体16S rRNA基因,16S-23S rRNA间区及tuf基因序列的通用引物对表现丛枝病症状的苦豆子总DNA进行扩增,得到约1.2、0.3和0.8 kb特异片段。将所得片段分别进行克隆、测序及序列同源性分析。【结果】苦豆子丛枝病植原体(SAWB)上述3序列与榆树黄化组B亚组(16SrV-B)的枣疯病植原体(JWB)相应序列的同源性最高。【结论】苦豆子丛枝病植原体为16Sr V-B亚组成员。     

小麦蓝矮病植原体FrvX基因的克隆及致病性测定

【目的】克隆小麦蓝矮病(WBD)植原体β-1,4-内切葡聚糖酶基因(FrvX),验证其在植原体侵染寄主中的作用,为更好地防控小麦蓝矮病奠定理论基础。【方法】采用PCR技术从小麦WBD植原体中扩增到FrvX全基因,将其插入到病毒载体pgR107中,构建重组病毒载体pgR107-FrvX,用农杆菌介导法侵染本氏烟草,观察烟草表型的变化。【结果】FrvX基因全长1071bp,编码356个氨基酸。重组病毒载体接种烟草22d后,有9株烟草植株表现出明显的花叶、黄化症状,RT-PCR检测到发病植株接种7d后的叶片有FrvX基因的转录。【结论】FrvX基因接种烟草导致烟草表型发生变化,推测其与植原体病害的发生有关。     

赞皇大枣枣疯病植原体分子分类

 【目的】枣疯病是一种重要的植原体病害，本试验旨在明确惟一已知的天然三倍体品种--赞皇大枣枣疯病植原体的分类地位，为赞皇大枣枣疯病植原体分类研究提供参考。【方法】利用植原体16S rDNA通用引物对赞皇大枣枣疯病病株的DNA进行PCR扩增和克隆测序，通过BLAST比对进行序列分析，利用临位相连法构建16S rDNA系统演化树，并应用DNAstar软件进行虚拟RFLP分析。【结果】获得的赞皇大枣枣疯病植原体16S rDNA序列长度为1 850 bp（GenBank登录号GU184180），包括1 529 bp的16S rDNA基因全序列、264 bp的邻近间隔区序列及57 bp的23S rDNA部分基因序列。同源分析表明，赞皇大枣枣疯病病原16S rDNA序列与其它植原体的相似性在87%—98%，其中与榆树黄化 Elm yellows（EY）(GenBank登录号l33763)最高相似性为98%；与大多数二倍体枣品种的植原体序列相似率达99%以上；其虚拟RFLP图谱与4个16SrⅤ亚组的代表序列图谱差异显著,赞皇大枣枣疯病植原体延伸因子tuf基因的序列(GenBank登录号JN001985) 比对结果表明，与其它亚组序列同源性为52.3%—76.7%。【结论】三倍体赞皇大枣枣疯病病原属于榆树黄化组(16Sr V)，并与其中的B亚组亲缘关系最近；与二倍体品种的病原分类地位一致，说明枣疯病植原体在系统进化上比较保守。     

许昌泡桐丛枝病植原体的分子鉴定

对采自河南许昌的表现丛枝症状的泡桐样品进行了病原鉴定,并通过序列同源性分析确定了其分类地位。采用16SrDNA基因的通用引物R16mF2/R16mR1、R16F2n/R16R2和延伸因子(EF-Tu)tuf基因的通用引物fTufu/rTufu,对样品总DNA进行PCR扩增,分别得到了约1.2kb和840bp的特异条带。经克隆测序,并在NCBI网站比对分析,确定所得序列分别为植原体特定的16SrDNA和tuf基因序列。将测得序列与已报道的翠菊黄化组植原体序列进行同源性比对,并构建系统进化树,显示河南许昌的泡桐丛枝病植原体属于16SrⅠ-D亚组。     

小麦蓝矮病植原体的寄主范围研究

小麦蓝矮病是陕西乃至西北冬麦区的一个重要病害,由介体条沙叶蝉专化性传播。利用植原体16SrDNA基因保守序列通用引物对Rm16F2/Rm16R1,应用PCR技术从小麦蓝矮病株叶片中扩增到1.4kb的特异片段。通过介体条沙叶蝉对小麦蓝矮病植原体寄主范围进行研究,在接种的18种寄主植物中,有8种寄主表现症状,表明小麦蓝矮病植原体寄主范围广泛。     

山东桑萎缩植原体secY基因序列分析

对采自山东宁阳的表现萎缩症状的桑树植株总DNA进行secY基因PCR扩增,得到约1.4 kb的特异片段,将该片段克隆后进行序列测定,结果表明,该片段长1 361 bp,包含secY基因1 242 bp,编码414个氨基酸。通过构建系统进化树、同源性比对及利用9种限制性内切酶进行模拟RFLP分析,初步确定该分离物属于secYⅠ-B亚组,在亚组水平上进一步明确了桑萎缩植原体的分类地位。     

枣疯病植原体的分子检测与同源性鉴定

【目的】采用植原体16S通用引物建立枣疯病植原体PCR检测体系。【方法】采用植原体16S rDNA通用引物R16mF1/R16mR1,对陕西和山西具有枣疯病的枣树植株总DNA进行PCR扩增,获得了相关的枣疯病植原体序列。采用DNAMAN软件分析其同源性,绘制系统进化树。运用pDRAW32软件对17种具有16S rDNA分组的典型的限制性内切酶进行计算机模拟RFLP,确定枣疯病植原体同源性关系。【结果】从陕西和山西的枣疯病的植株中,分别得到1 433 bp和1 432 bp的条带,与已报道的枣疯病植原体比较,同源性达到99%以上,而与其他植物的植原体16S rDNA同源性多低于93%,并且与16S rDNA V-B组的遗传距离最近。pDRAW32软件模拟RFLP结果表明它们和已报道的JWB的RFLP图谱相似。【结论】枣疯病植原体归属于16SrDNA V-B,为枣疯病植原体PCR检测体系提供了理论基础。RFLP分析进一步验证了枣疯病植原体属于16SrDNA V-B,具有随地域变异性较小的特性,这将有利于不同地区枣疯病检测技术的建立。     

小麦NBS-LRR类抗病基因同源序列的分离与鉴定

【目的】拟利用同源序列法分离小麦抗病基因同源片段。【方法】根据已克隆植物抗病（R）基因NBS-LRR保守区段设计两对引物，采用RT-PCR方法对小麦抗叶锈病近等基因系材料TcLr35 的RNA进行扩增。【结果】 获得了3个通读的小麦抗病基因NBS-LRR类抗病基因同源片段PS13-1、PS13-2和S2A2，长度分别为239bp、289bp和539bp，编码78、84和177个氨基酸。核苷酸比较分析表明，PS13-1和PS13-2与已克隆小麦抗白粉病基因PM3b同源性为91%；S2A2与大麦一个来源于mRNA的同源片段同源性为91%；经BLASTp比较，3个片段均含有NB-ARC保守结构域，与已知抗病基因I2C-1，L6，RPS2等相应区域相一致，具有抗病基因NBS特征结构域（P环、激酶2a等）。Northern杂交分析表明，3个同源片段在小麦叶片中为低丰度组成型表达。【结论】本研究在TcLr35小麦中成功获得了抗病基因同源序列，为最终克隆小麦抗叶锈病基因奠定了基础。     

小麦TaDREB6转录因子互作蛋白的筛选

 【目的】利用酵母双杂交技术从小麦cDNA文库中筛选TaDREB6互作蛋白，进一步研究DREB介导的小麦抗逆机制。【方法】以小麦的cDNA为模板扩增得到TaDREB6，构建小麦cDNA文库和pGBKT7-TaDREB6诱饵载体，将诱饵载体pGBKT7-TaDREB6以及pGADT7和cDNA文库混匀转入AH109酵母感受态细胞，在SD/-Ade/-His/-Leu/-Trp营养缺陷型培养基上，30℃培养3—5 d，挑取平板上直径大于2 mm的菌落，进行显蓝筛选。【结果】对筛选到的102个候选阳性克隆进行测序，在NCBI上进行BLAST比对分析，获得与能量代谢、抗逆和防御、转运、转录和翻译、信号转导以及生长发育等相关的候选蛋白。【结论】筛选得到候选蛋白的功能预测表明TaDREB6可能参与了多条信号转导途径,在抗逆境调控中具有重要作用。     

葡萄金黄化植原体16SrDNA检测与RFLP分析

【目的】对多种植原体16SrDNA基因序列进行限制性片段长度多态性(RFLP)分析比较,以期区分葡萄金黄化植原体不同亚种,从而为葡萄金黄化植原体的鉴定提供新依据。【方法】用植原体通用引物R16mF2/R16mR1扩增7种不同植原体16SrDNA基因序列,得到约1.5 kb的DNA片段,将此片段克隆到PGM-T载体,并通过酶切鉴定,对重组阳性克隆进行核酸序列测定及同源性分析,利用限制性内切酶XmnⅠ、XspⅠ、TaqⅠ和RsaⅠ对目的片段进行酶切电泳分析。【结果】所扩增2个不同亚种的葡萄金黄化植原体D型和C型序列同源性最高,达99.72%,但利用限制性内切酶可以将上述2个亚种从植原体榆树黄化组中区分。【结论】利用限制性内切酶分析通用引物R16mF2/R16mR1所扩增的基因片段,可以将葡萄金黄化植原体区分。     

条锈菌诱导的小麦病程相关蛋白TaPR10基因的克隆及特征分析

 【目的】克隆条锈菌诱导的小麦病程相关蛋白PR10基因，研究其在小麦成株抗条锈病防御反应中的作用。【方法】采用电子克隆、RT-PCR技术，从条锈菌侵染的小麦兴资9104中，分离病程相关蛋白10基因;采用生物信息学技术预测分析该基因的DNA序列结构及其编码蛋白的保守域及基本特性;利用实时荧光定量RT-PCR技术，分析该基因在小麦成株期和苗期受条锈菌CYR32侵染后的表达情况。【结果】分离到病程相关蛋白10基因，命名为TaPR10，ORF长483 bp，编码由160个氨基酸组成的蛋白质TaPR10;TaPR10不含跨膜区、无信号肽、定位在胞内，除具有典型的病程相关蛋白Bet_v_I家族保守结构域外，还有其它4类功能保守域;与小麦、高粱、玉米和水稻等4种植物PR10蛋白的氨基酸序列相似性在80%左右;TaPR10 DNA序列内部存在188至271位84 bp的内含子序列，其拼接位点序列具有GT-AG双核苷酸序列;TaPR10基因表达分析的结果表明，TaPR10基因在成株期和苗期反应中表达量均上调，成株期表达高于苗期。【结论】首次分离到一个条锈菌CYR32诱导的小麦TaPR10基因，该基因可能参与了小麦成株抗条锈病防御反应。