不同营养类型植物病原真菌次生代谢产物合成基因簇的差异性研究

选择全基因组序列已经公布的22种真菌为研究对象，利用antiSMASH数据库对不同营养类型真菌的次生代谢产物合成基因簇进行注释，以期发现不同营养类型植物病原真菌在侵染植物过程中次生代谢产物所发挥的作用及合成基因簇的差异性。结果表明：半活体营养型真菌和死体营养型真菌中次生代谢产物合成基因簇的种类和数量都高于活体营养型真菌；进一步对非核糖体肽合成酶（NRPS）、聚酮合酶（PKS）、萜烯（terpene）三大类次生代谢产物合成基因簇进行分析，发现半活体营养型和死体营养型病原菌中NRPS基因簇、PKS基因簇和萜烯基因簇的数量也都高于活体营养型病原菌。     

植物病原真菌效应蛋白研究进展

真菌病原菌能分泌效应蛋白,影响真菌病原菌与植物的相互作用。本文概述了真菌病原菌的生活和侵染方式,以及效应蛋白的基因进化,指出真菌病原菌正是通过对基因组的区隔化完成效应蛋白基因的进化。重点讨论活体营养型、死体营养型、半活体营养型和共生营养型效应蛋白的作用机制和植物适应性,以及效应蛋白的转运、吸收和加工机制,可为研究真菌病原菌与作物的相互作用,并为未来作物抗病改良和病害防控策略的制定提供参考。     

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。      

小麦不同营养型病原真菌的候选GPCR蛋白预测及对比研究

【目的】通过对小麦3种不同营养型病原真菌的候选GPCR蛋白进行找寻及性质对比分析,为进一步找寻新型农药作用靶标奠定理论基础。【方法】选择已经公布全基因组序列的3种小麦营养型病原真菌,基于GPCR蛋白所具有的7重跨膜结构典型特征,利用3种蛋白跨膜在线预测程序(TOPCONS、TMHMM、Philius)对上述病原真菌的候选GPCR蛋白开展找寻,以及候选GPCR蛋白序列长度、理论等电点、不稳定系数、最强亲(疏)水性残基等特征和遗传关系进行对比分析。【结果】小麦白粉病菌、叶枯病菌、叶斑病菌中分别含有候选GPCR蛋白11、32、69个,蛋白序列平均长度为396 aa。蛋白的理论等电点平均值在8.78左右,不稳定系数在40左右,亲水性在-2.70左右,疏水性在3.20左右,而最强亲(疏)水性氨基酸残基分布不一致。上述112个候选GPCR蛋白按遗传关系聚为三大类,分别具有71、36、5个蛋白。【结论】小麦不同营养型病原真菌的候选GPCR蛋白数量以活体型真菌数量最少,死体型真菌数量最多,半活体型真菌介于两者之间。不同候选GPCR蛋白在理论等电点、不稳定系数等理化性质及遗传关系等方面具有一定同质性特征...     

阿维链霉菌双组分信号系统的生物信息学分析

应用多种生物信息学方法,如序列比对、多序列比对、系统进化树分析、二级结构预测等,对阿维链霉菌中双组分信号系统蛋白进行鉴定分析。结果表明:阿维链霉菌中存在61个组氨酸蛋白激酶,其中30个组氨酸蛋白激酶包含了全部的保守传递器结构域。阿维链霉菌中也存在69个应答调控蛋白,主要分布在3种主要的应答调控蛋白家族中。与天蓝色链霉菌和其他微生物中双组分信号系统进行比较和对功能结构域进行分析,表明:在这些蛋白所组成48个双组分信号系统中,多个双信号调控系统与阿维链霉菌中环境刺激反应和调控相关。     

希金斯炭疽菌中NPFxD基序蛋白找寻及其生物信息学分析

希金斯炭疽菌是一种半活体营养型植物炭疽病原真菌,能够侵染多种十字花科植物引起的炭疽病,特别是引起蔬菜炭疽病的重要病原.胞吞在真菌侵染植物过程中发挥着重要作用,该作用一般同具有NPFxD基序的蛋白受体介导有关,然而,目前有关该炭疽菌中胞吞作用相关蛋白尚未明确.基于前人已报道的构巢曲霉中NPFxD蛋白序列,通过关键词搜索以...     

人参皂苷生物合成相关基因PgRg2BBE克隆及生物信息学分析

克隆与人参皂苷Rg₂合成相关的重要酶基因PgRg₂BBE全长cDNA序列，并利用在线软件对该基因编码的蛋白质进行理化性质、结构域、亚细胞定位和系统进化等分析。结果表明：PgRg₂BBE基因cDNA序列长为1 638 bp，编码545个氨基酸。PgRg₂BBE蛋白分子量为60 967.10 u，等电点为8.88，不稳定性指数为34.04，预测该蛋白为一种稳定的亲水性跨膜蛋白，主要由α-螺旋和无规则卷曲组成。PgRg₂BBE蛋白含有FAD＿binding＿4和BBE功能结构域，定位于叶绿体中，含有24个氨基酸序列信号肽。系统发育树分析发现，其与智利茄的亲缘关系最近，氨基酸序列多重比对发现，RgRg₂BBE中含有4个保守基序，进一步与拟南芥AtBBE家族蛋白进行同源序列比对，发现它们同时具有4个保守基序(RKYGL、MGED、FWAIRGG、FPEI)。     

玉米组蛋白编码基因鉴定与表达分析

为了鉴定玉米基因组中组蛋白编码基因并分析其在不同条件下的表达规律，本研究利用生物信息学方法对玉米基因组中组蛋白编码基因进行了系统性鉴定和分析，利用同源性分析鉴定玉米组蛋白编码基因，利用保守结构域分析对组蛋白进行结构域鉴定，利用转录组测序数据对组蛋白编码基因进行表达规律分析。结果表明，玉米基因组中存在16个H2A,13个H2B,12个H3,9个H4和4个H1；对蛋白结构分析时发现玉米组蛋白保守结构域的数量和序列在同一亚族中高度保守，并且在不同物种中也非常保守；对玉米组蛋白基因的组织表达特异进行分析，发现玉米组蛋白编码基因在不同组织中表达水平有明显差异；对生物胁迫和非生物胁迫数据分析，发现组蛋白编码基因在不同胁迫下表达水平发生明显变化。本研究全基因组层面对玉米组蛋白编码基因进行了系统性鉴定和分析，明确了玉米中组蛋白的编码基因，揭示了组蛋白编码基因在玉米不同组织及生物和非生物胁迫中的表达规律，为进一步阐明其功能奠定了重要的理论基础。     

大丽轮枝菌（Verticillium dahliae VdLs.17）分泌组预测及分析

 【目的】预测并分析大丽轮枝菌基因组范围内的分泌蛋白,为大丽轮枝菌分泌蛋白致病机理的研究奠定基础。【方法】利用已公布的大丽轮枝菌全基因组序列,组合使用生物信息学软件SignalP、TargetP、TMHMM、Big-pi和PROSITE,预测大丽轮枝菌基因组范围内所有分泌蛋白,定义为分泌组。统计分析分泌组中蛋白N-端信号肽特点;应用碳水化合物活性酶类数据库和病原菌-寄主互作蛋白数据库对分泌组蛋白进行注释,预测分泌组中潜在果胶酶、纤维素酶和病原菌寄主互作蛋白;利用真菌激发子的保守结构域,预测分泌组中潜在的激发子蛋白集;应用BLASTP程序比较分析大丽轮枝菌和黑白轮枝菌分泌组,获得大丽轮枝菌相对于黑白轮枝菌特异的分泌蛋白。【结果】大丽轮枝菌分泌组共有922个蛋白。信号肽分析表明,以19个氨基酸为信号肽的蛋白数目最多,非极性氨基酸丙氨酸的出现频率最高,而有带电侧链的氨基酸天冬氨酸和谷氨酸的出现频率最低,信号肽的-3和-1位置上的氨基酸相对保守。大丽轮枝菌分泌组含有158个潜在的碳水化合物活性酶类,其中,包括10个果胶水解酶和14个果胶裂解酶;190个潜在的病原菌-寄主互作蛋白、97个含有RxLx[EDQ]模体的蛋白和52个富含半胱氨酸的小分子量分泌蛋白;58个相对于黑白轮枝菌分泌组特异的蛋白。【结论】本文建立了预测大丽轮枝菌分泌组蛋白的方法。分泌组蛋白信号肽长度具有高度的变异性,氨基酸组成多为脂肪族氨基酸,序列在C-端结构域较为保守。分泌组中包含大量潜在的果胶降解酶、病原菌-寄主互作蛋白、RxLx[EDQ]模体蛋白和富含半胱氨酸的小分子量蛋白等致病相关蛋白。     

家蚕核多角体病毒p10基因的克隆和分子系统进化分析

根据GenBank中家蚕核多角体病毒T3株中p10基因的保守序列,克隆得到了8个不同地区的家蚕核多角体病毒的p10基因,并分别与GenBank中的NPVp10基因进行比对.结果发现p10基因都含有1个213 bp的开放阅读框(ORF)共编码70个氨基酸,8株P10蛋白间氨基酸序列相似性为95%~100%,相似性高.与GenBank中Ac-MNPV和BmNPV的P10蛋白相比,8株BmNPV P10蛋白都缺失了3个保守结构域中的C-端结构域,只含有2个保守结构域,即N-端卷曲螺旋和Pro丰富区.     

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。     

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。     

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。     

Cloning of Thymidine Kinase Gene of Duck Plague Virus Using Degenerate PCR

The DNA of duck plague virus （DPV） thymidine kinase （TK） gene was cloned and sequenced from a vaccine virus in the study. Degenerate oligonucleotide primers for the consensus site of herpesvirus UL24, TK, and glycoprotein H（gH） gene were used in the polymerase chain reaction （PCR） to amplify DNA product with 3 741-base-pairs （bp） in size. DNA sequence analysis revealed a 1 077-base-pairs （bp） open reading frame （ORF） encoding a 358 amino acid polypeptide homologous to herpesvirus TK proteins. The predicted TK protein shared 31.2, 41.3, 35.7, 37.4, and 28.4% identity with herpes simplex virus typel, equine herpesvirus type 4, Marek＇s disease virus 2, herpesvirus turkey, and infectious laryngotracheitis virus, respectively. Comparison of the amino acid sequences of other herpesvirus TK proteins showed that these proteins were not conserved on the whole, otherwise the portion of the TK proteins corresponding to the nucleotide binding domain and the nucleoside binding site were highly conserved among herpesvirus. Comparison with the amino acid sequences of the conserved nucleotide and nucleoside binding domains of other eleven herpesvirus TK proteins to the predicted DPV peptide confirmed its identity as the DPV TK protein.     

甘蔗△^1-吡咯啉-5-羧酸合成酶（ScP5CS）基因分离及其分析

以甘蔗品种ROC22为材料,待甘蔗生长至4～5叶期直接以25％PEG6000淋灌根部模拟水分胁迫。采用同源克隆与RT-PCR法从甘蔗叶片中得到甘蔗△^1-吡咯啉-5-羧酸合成酶（Saccharum officinarum L．△^1-pyrroline-5-carboxy late synthetase,ScP5CS）基因的编码区cDNA序列,其长度为2151bp,为一个完整的ORF,编码716个氨基酸,GenBank注册号为EU005373。核苷酸序列与前人已注册的甘蔗P5CS（EF155655）相比,同源率达到98％,但推断编码的氨基酸同源率仅为92％。该基因具有P5CS共有的结构域与结合位点：Putative ATP-binding site;Putative leucine domains;Glu-5-kinase domain;Putative NADPH—binding domain;Conserved GSA—DH domain保守区,脯氨酸反馈抑制作用位点。与前人已注册的甘蔗P5CS基因氨基酸序列（ABM30223）比较,在γ-GK保守域（Glu-5-kinase domain）内氨基酸变化较大,而与水稻、小麦的相比,其变化较小。因此,推断为甘蔗P5CS基因家族中的一个新成员。     

荞麦ARF基因家族的鉴定及生物信息学分析

生长素响应因子(auxin response factor, ARF)基因应答了生长素信号,在植物生长发育中具有重要的调控作用。以荞麦基因组数据库为基础,利用BlastP比对程序共鉴定了21个荞麦ARF基因,并对其基因结构、编码蛋白理化性质、保守结构域、保守基序、亚细胞定位、潜在磷酸化位点及系统进化关系进行了分析。基因结构分析表明,21个荞麦ARF基因均含有内含子,且不同基因间内含子数目存在较大差异。保守结构域分析显示,21个ARF蛋白均含有保守的B3和ARF结构域,部分ARF蛋白还含有Aux/IAA结构域。蛋白保守基序分析表明,21个ARF蛋白共有10个保守基序,基序长度在13~55个氨基酸之间。亚细胞定位分析表明,大多数ARF蛋白定位于细胞核,个别定位于叶绿体。潜在磷酸化位点分析显示,所有ARF蛋白均含有潜在的丝氨酸(Ser)、苏氨酸(Thr)和酪氨酸(Tyr)磷酸化位点,但各蛋白的不同磷酸化位点的数目差异较大。系统进化分析表明,21个ARF基因可以分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个亚家族,其中,Ⅰ亚家族可以进一步分为Ⅰa和Ⅰb两个家族,Ⅱ亚家族可以进一步分为Ⅱa和Ⅱb两个家族。研究结果为进一步克隆荞麦ARF基因及深入研究它们在荞麦中的功能提供了参考。     

甘蔗钙依赖蛋白激酶基因克隆与序列分析

[目的]克隆甘蔗钙依赖蛋白激酶基因(ScCDPK1),为其功能解析和育种利用打下基础.[方法]根据甘蔗cDNA文库中的CDPK基因序列信息设计引物,利用RT-PCR克隆ScCDPK1基因,并采用在线生物信息学分析软件对其推导蛋白的理化性质、跨膜结构、信号肽及保守结构域等进行预测分析.[结果]克隆获得的ScCDPK1基因完整编码区大小1650 bp,编码549个氨基酸,相对分子量61.971 kD,等电点(pI)6.78,不稳定指数35.63.同源性和遗传进化树分析结果显示,ScCDPK1基因与小麦TaCPK7基因亲缘关系最近,同源性达88%;ScCDPK1蛋白与其他已知CDPK蛋白一致,具有CDPKs家族特有的4个保守区域(可变区、蛋白激酶区、自抑制区和钙离子结合区),其二级结构主要由α螺旋(42.80%)和无规则卷曲(32.97%)构成;蛋白功能分类预测结果显示,ScCDPK1蛋白是一种阳离子通道蛋白,可能参与植物胁迫应答、信号转导和翻译调控等生物反应.[结论]ScCDPK1基因编码的蛋白与其他已知CDPK蛋白一致,具有CDPKs家族特有的4个保守区域,是一种阳离子通道蛋白.     

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。     

大豆SBP基因家族的序列特征、表达及进化分析

SBP基因家族是植物所特有的一类重要转录因子,由多个成员组成,主要参与植物生长、发育以及多种生理生化过程.试验在大豆基因组中鉴定49个SBP基因,被命名为GmSBP1~49.基于生物信息学手段,对大豆该基因家族49个成员的基因结构、染色体定位、蛋白保守序列、亚细胞定位、表达情况及进化关系进行分析.序列分析表明,SBP基因家族成员分散于不同染色体上,不同基因具有不同个数的外显子,其数目变异范围为1~14;该家族蛋白含有5个保守基序,尽管与SBP结构域有所重叠,但它们能形成6种不同的组织模式,这说明该基因家族序列变异较为复杂.表达分析结果显示,除GmSBP2和GmSBP11等6个基因没有相应的EST外,其余基因都有转录活性;在具有转录活性的基因中,只有GmSBP46显示出组成型表达模式,剩余基因表现出不同程度的组织特异性表达模式.拟南芥、水稻和大豆SBP蛋白的进化树揭示该家族具有8个类群,其中E类群只包括大豆SBP基因,其他类群中大豆SBP基因数目也是最多,这充分说明大豆SBP基因家族起源与进化的复杂性.研究为大豆SBP基因功能研究提供线索