胶孢炭疽病菌环境pH应答转录调控因子基因的克隆与分析

参照油梨炭疽病菌(Colletotrichum gloeosporioides)的环境pH应答转录因子基因Pacl设计l对特异性引物,以芒果炭疽病菌(C.gloeosporioides)基因组DNA为模板,扩增获得大小为2 625 bp的目的基因片段.序列分析结果表明,目的片断包含完整的阅读框,与油梨炭疽病菌C.gloeosporioides pac1基因相应片段长度相同,二者碱基序列同源性达97%.用RT-PCR技术获得pacl基因cDNA片段,证实目的基因片段中存在3个大小分别为59,50,71 bp的内含子.拼接的全长cDNA长1 755 bp,推测编码的氨基酸序列长584个氨基酸残基,与推测的油梨炭疽病菌pacl基因所编码的蛋白质同样大小,二者氨基酸序列相似性达99%,只有1个氨基酸的差异,可以肯定克隆的目的片段为C.gloeosporioides pac1基因,为进一步研究C.gloeosporioides侵染芒果时的pH调控奠定了基础.     

巴西橡胶树棒孢霉落叶病菌Slt2类MAPK同源基因CMP1的克隆与序列分析

根据几种丝状真菌Slt2类MAPK的保守氨基酸序列设计简并引物,从巴西橡胶树棒孢霉落叶病菌[Corynespora cassiicola(Berk.Curt.)Wei]中扩增出MAPK同源基因的部分片段,再利用染色体步移法延伸该片段的上、下游邻接序列,获得MAPK编码基因的全长序列,命名为CMP1(GenBank Accession No.GU321364)。序列分析表明,该基因含有5个外显子和4个内含子,编码417个氨基酸的多肽,推测分子量为47.5 ku,等电点为5.57。CMP1含有一个参与双重磷酸化作用的MAPK蛋白激活域(TEY),其氨基酸序列与丝状真菌的MAPK,AAslt2和MAP-kinase等高度同源。系统聚类结果显示,该基因与白菜黑斑病菌(Alternaria brassicicola)、细交链格孢菌(A.alternata)和玉米小斑病菌(Cochliobolus heterostrophus)的Slt2类MAPK基因具有较高的同源性。Southern杂交分析表明,CMP1基因在巴西橡胶树棒孢霉落叶病菌基因组中以单拷贝形式存在。     

香蕉枯萎病菌esyn1基因的克隆与序列分析

采用RT-PCR方法扩增了香蕉枯萎病菌恩镰孢菌素合成酶基因esyn1的cDNA片段,测序结果表明,esyn1基因核苷酸序列阅读框架全长546 bp。核苷酸序列分析显示该基因片段编码181个氨基酸,推测分子量为19.9 ku,等电点为5.06。氨基酸序列比对结果表明,它与半裸镰刀菌、层出镰刀菌、拟枝孢镰刀菌esyn1基因的氨基酸序列的相似性分别为96%、94%、77%。     

橡胶树胶孢炭疽病菌致病相关基因CgATG8的功能分析

ATG8是病原真菌中细胞自噬过程中的重要基因,并参与致病过程。基于橡胶树胶孢炭疽菌HBCg01全基因组数据库,采用PCR和RT-PCR扩增得到橡胶树胶孢炭疽病菌的CgATG8基因并进行序列分析。采用Split-Marker Recombination法获得该基因的敲除转化子。表型分析结果表明,缺失该基因后,橡胶树胶孢炭疽病菌的致病力丧失,产孢能力、孢子萌发率、附着胞形成率和膨压均降低,而且孢子萌发和附着胞的形成延迟。     

芒果细菌性黑斑病菌XcmR基因的克隆与序列分析

根据黄单孢菌属LuxR基因的同源性设计简并引物XF/XR,采用同源克隆法从芒果细菌性黑斑病菌(Xanthomonas campestris pv.mangiferaeindicae)中获得了约1.4 kb的DNA片段。经测序和序列同源性分析表明,该基因片段长1 422 bp含有一个完整的LuxR同源基因,并命名为XcmR。生物信息学分析表明,XcmR基因完整ORF(开放阅读框)全长765 bp,编码254个氨基酸,分子质量和等电点分别约为28.2 ku和8.9,与GenBank中公布的Xanthomonas属LuxR或AhyR/AsaR氨基酸序列具有86%~99%相似性。系统聚类结果表明,XcmR与来源于柑桔溃疡病菌(X.axonopodis pv.citri)、番茄疮痂病菌(X.c.pv.vesicatoria)、水稻白叶枯菌(X.oryzae pv.oryzae)和甘蓝黑腐病菌(X.c.pv.campestris)的LuxR蛋白聚成一支。NCBI网站蛋白质保守结构域搜索表明,XcmR是LuxR蛋白家族的一员,具有LuxR蛋白相似结构。     

橡胶树炭疽病菌Cap20基因的克隆和序列分析

根据鳄梨胶孢炭疽菌Cap20基因序列设计引物,利用同源基因克隆法获得橡胶树胶孢炭疽菌和尖孢炭疽菌Cap20基因,同时进行核苷酸序列、氨基酸序列及聚类分析。结果表明:2种橡胶树炭疽菌的Cap20基因均含2个外显子和1个内含子,编码183个氨基酸;橡胶树胶孢炭疽菌与鳄梨胶孢炭疽菌同源性最高,其核苷酸序列同源性达90.3%,氨基酸序列同源性达98.9%;来自橡胶树的2种炭疽菌Cap20基因序列存在较大差异,其核苷酸水平同源性仅为73.8%,氨基酸水平同源性为79.8%;炭疽菌CAP20和绿僵菌MPL1蛋白结构具有42%的同源性,所含蛋白结构域相似,推测炭疽菌Cap20基因可能与绿僵菌Mpl1基因功能具有相似性。     

巴西橡胶树HbAGL62基因的克隆及表达分析

从巴西橡胶树早花材料与普通种质cDNA差减文库中筛选到一个具有MADS保守序列的EST基因片段,根据该片段序列信息设计特异引物,利用RACE进行特异片段的5′扩增,获得长度为935 bp的HbAGL62基因克隆。生物信息学分析表明,该基因包含795 bp的开放阅读框,编码265个氨基酸,含有MADS保守结构域,与拟南芥、葡萄和苜蓿AGL62基因进化距离最近。实时荧光定量PCR表明,HbAGL62在橡胶树根和皮中不表达,在花和胚中表达,存在组织特异性表达;在叶芽分化阶段不表达,花芽分化时高效表达,表明HbAGL62与橡胶树开花调控有重要关系。     

大豆GmMP基因的功能预测及表达分析

通过在大豆基因组数据库中检索拟南芥AtMP(ARF5)在大豆中的同源基因,获得了GmMP基因序列。对GmMP基因编码的氨基酸序列及启动子序列进行生物信息学分析,结果表明:GmMP基因CDS序列全长2 802 bp,编码933个氨基酸。GmMP编码的蛋白为疏水性蛋白。结构域分析表明:GmMP含有B3和AUXIN RESPONSE FACTOR结构域,同时该基因是ARF家族的成员。GmMP预测的启动子区域含有与激素、胁迫、光应答、生物钟调控和转录因子结合相关的顺式作用元件。系统进化分析表明MP在豆科植物进化过程中比较保守。组织特异性表达分析结果显示GmMP在叶片中表达量最低,在茎尖中表达量最高,推测其可能参与生长素的代谢途径。     

橡胶树炭疽菌HCkHNQZ1736 β-TUB2基因对多菌灵的抗性相关性分析

天然橡胶是四大工业原料中唯一的可再生资源,由炭疽病菌侵染引起的橡胶树炭疽病是当前我国橡胶生产上最为严重的两大叶部病害之一。本研究以分离自云南保山的喀斯特炭疽病菌MeCkYN1705为对照,对海南新发炭疽病菌喀斯特炭疽菌HCkHNQZ1736进行抗药性评价。结果表明,菌株HCkHNQZ1736对苯并咪唑类杀菌剂多菌灵表现出高抗药性,EC50达1107.2654μg/mL,而MeCkYN1705的EC50仅为0.0554μg/mL。克隆了菌株HCkHNQZ1736的tub2基因,序列分析发现其所编码的第198个氨基酸位点由谷氨酸(Glu-E)突变为丙氨酸(Ala-A),推测该氨基酸位点突变是导致该菌株产生多菌灵抗性的原因。此外生物学特性测定发现,该菌株最适生长温度为28℃,致死温度为35℃;最适生长pH为6;光暗交替利于菌落生长;果胶、蛋白胨分别为最适碳源和氮源。     

茶树巯基蛋白酶抑制剂基因的cDNA克隆与序列分析

对多种已知植物巯基蛋白酶抑制剂(cystatin)基因的氨基酸序列进行比对分析,根据其高度保守的氨基酸序列设计一对简并引物,并从茶树品种龙井43鲜叶中提取总RNA,用RT-PCR法扩增出一204bp的cDNA特异片段,然后通过3’/5’RACE的方法,分别扩增出3’端和5’端的序列,从而获得茶树巯基蛋白酶抑制剂基因的cDNA全长序列,所得序列全长627bp,编码101个氨基酸,分子量约11.062KDa。该基因在推测的氨基酸序列中含有巯基蛋白酶抑制剂家族中高度保守的、与其活性有关的QXVXG结构,且经Blast分析表明,该基因序列与其他植物巯基蛋白酶抑制剂基因的氨基酸序列同源性为54%~77%。     

杧果炭疽病菌 3 个果胶裂解酶基因序列特征及受漆酶基因 Lac1 影响的分析

果胶裂解酶是炭疽菌在侵染寄主过程中降解寄主细胞壁的一类重要水解酶。本研究在杧果炭疽病菌中克隆获 得了 3 个果胶裂解酶基因 Cgpel1、Cgpel2 和 Cgpel3,DNA 全长分别为 1 037、1 498、1 089 bp,cDNA 全长分别为 975、 1 380、978 bp,分别编码 324、459、325 个氨基酸,均含 1 个果胶裂解酶保守结构域,均有典型的信号肽,不存在跨 膜结构。其二级结构中 α-螺旋分别占 16.05%、20.26%、16.92%,延伸链分别占 28.09%、21.79%、29.54%,β-转角分 别占 5.86%、8.93%、7.38%,无规则卷曲分别占 50.00%、49.02%、46.15%。Cgpel1、Cgpel2 和 Cgpel3 的氨基酸序列 分别与 C. tofieldiae（KZL77240.1）、草莓炭疽菌（C. gloeosporioides）（XP-007274932.1）、C. incanum（KZL84476.1） 果胶裂解酶序列相似度在 93%以上。qRT-PCR 分析发现,3 个果胶裂解酶基因在整个侵染过程中均持续高效表达,但 在漆酶基因 Lac1 敲除突变体中,表达均下降约 90%。可见 Cgpel1、Cgpel2 和 Cgpel3 是果胶裂解酶基因家族成员,序 列差异较大,在侵染过程中起着重要的作用,且其表达受漆酶基因 Lac1 影响。     

杧果炭疽病菌 3 个果胶裂解酶基因序列特征及受漆酶基因Lac1 影响的分析

果胶裂解酶是炭疽菌在侵染寄主过程中降解寄主细胞壁的一类重要水解酶。本研究在杧果炭疽病菌中克隆获得了 3 个果胶裂解酶基因 Cgpel1、Cgpel2 和 Cgpel3，DNA 全长分别为 1 037、1 498、1 089 bp，cDNA 全长分别为 975、 1 380、978 bp，分别编码 324、459、325 个氨基酸，均含 1 个果胶裂解酶保守结构域，均有典型的信号肽，不存在跨膜结构。其二级结构中 α-螺旋分别占 16.05%、20.26%、16.92%，延伸链分别占 28.09%、21.79%、29.54%，β-转角分别占 5.86%、8.93%、7.38%，无规则卷曲分别占 50.00%、49.02%、46.15%。Cgpel1、Cgpel2 和 Cgpel3 的氨基酸序列分别与 C. tofieldiae（KZL77240.1）、草莓炭疽菌（C. gloeosporioides）（XP-007274932.1）、C. incanum（KZL84476.1）果胶裂解酶序列相似度在 93%以上。qRT-PCR 分析发现，3 个果胶裂解酶基因在整个侵染过程中均持续高效表达，但在漆酶基因 Lac1 敲除突变体中，表达均下降约 90%。可见 Cgpel1、Cgpel2 和 Cgpel3 是果胶裂解酶基因家族成员，序列差异较大，在侵染过程中起着重要的作用，且其表达受漆酶基因 Lac1 影响。     

水稻杂种超亲表达26S蛋白酶体亚基基因OsHL1的克隆

运用DDRT PCR分离获得水稻杂种一代超亲表达的cDNA片段。以此序列在日本晴cDNA全长数据库进行同源搜索,检索到一个功能未知的全长cDNA,有1690 bp,命名为OsHL1,进一步分析发现它位于3号染色体上R2393和MRG4548之间。序列分析表明,该基因与日本晴编码26S proteasome regulatory particle non ATPase subunit 5基因片段的序列同源性为97％。其中包含一个完整的开放阅读框(ORF),编码443个氨基酸,氨基酸序列同源性分析发现高度保守区。RT PCR显示OsHL1基因的表达受到ABA和MeJA处理下调。推测杂种的表现可能与26S蛋白酶体亚基参与的信号调控相关。     

橡胶树胶孢炭疽菌T-DNA标记基因Lv1初步分析

通过对实验室已构建的胶孢炭疽菌T-DNA突变体库中各突变体致病力的测定,获得致病力丧失突变菌株T-900,利用TAIL-PCR克隆标记基因侧翼序列,进行比对和序列分析,获取假设基因Lv1的全序列,采用生物信息学方法进行Lv1基因预测及功能分析,最后通过敲除野生型菌株RC178中的基因Lv1进行功能分析。结果表明,获取的假定基因Lv1全序列共4 450 bp,基因预测显示T-DNA侧翼序列位于预测基因的1 727 bp处,正好处于预测基因的第1个外显子内;并且推测该基因为组蛋白H3基因,含有2个内含子,3个外显子;功能验证结果发现敲除突变体△T-900-16与T-900致病力表现一致,推测Lv1基因与RC178的致病力相关。     

苏云金芽孢杆菌chi36基因的克隆、表达和酶活性分析

通过PCR方法从苏云金芽孢杆菌010菌株克隆出几丁质酶基因chi36,该基因开放阅读框(ORF)的长度为1 083bp,编码360个氨基酸。氨基酸序列分析表明:Bt 010的Chi36与Bt15A3、Bc28-9、Bc6E1的Chi36相似性分别为99%、99%和96%,其N-端具有27个氨基酸的信号肽序列。该蛋白归类为18家族几丁质酶,属于一种胞外酶。将chi36基因插入到PGEX-KG原核表达载体的表达框中,构建成原核表达载体并转化到大肠杆菌E.coli BL21(DE3)进行蛋白表达,酶活性测定结果表明,表达产物对几丁质有降解作用,在pH值为5.0、温度为55℃时酶活性最高。     

无核荔枝凝集素基因的克隆与表达分析

应用PCR技术克隆了无核荔枝凝集素(LcLec)基因的部分cDNA(JF920723)和gDNA(JF920724)序列,序列分析表明,获得的cDNA序列含有一个468 bp的完整开放读码框结构,编码含155个氨基酸残基的多肽序列,该氨基酸残基序列与木菠萝家族的甘露糖结合凝集素同源。获得的gDNA序列含有3个内含子,长度分别为124、108和119 bp。荧光定量PCR结果表明,LcLec基因的表达量在无核荔枝果皮发育前期上升,之后下降至稳定水平;在采后果皮衰老阶段,随果皮褐变指数上升LcLec基因表达量上升。     

龙血树DCDPK2基因的克隆及表达分析

通过RACE技术克隆龙血树CDPK基因的全长cDNA,并对基因序列进行相关分析与基因表达分析。结果表明:该基因全长为1 810 bp,编码区长度为1 587 bp,编码528个氨基酸,其氨基酸序列具有CDPK基因编码氨基酸的所有典型结构特征;经序列比对发现其核酸序列与玉米CDPK基因的同源性高达81%,氨基酸序列与其它植物中的CDPK氨基酸序列同源性很高。该基因命名为DCDPK2基因。对未经血竭诱导和诱导的龙血树组培苗进行半定量RT-PCR表达分析,发现在添加了诱导物的组培苗中DCDPK2基因的表达显著增强。     

巴西橡胶树HbMYC1基因的克隆及序列分析

从GenBank中搜索到1条来自橡胶树的MYC(Myelocytomatosis)家族基因EST序列,以该序列为保守区,通过RACE技术获得了该基因全长cDNA序列,共1817bp。通过BLAST工具搜索GenBank数据库,结果表明,该cDNA序列同其他植物的MYC家族基因高度同源,认为该cDNA序列为橡胶树MYC家族成员。利用GenScan和Clastal X对该序列进行分析,推测其编码区长度为1428bp,编码476个氨基酸。生物信息学分析结果表明,巴西橡胶树的MYC基因编码的氨基酸序列与其他物种的相似性很高,同时推导的蛋白质序列中还存在着1个螺旋-环-螺旋的DNA结合区域和1个核定位信号,表明克隆到的基因是1个MYC家族成员的转录因子。     

油菜黑胫病抗性相关基因BnWRKY70的功能研究

WRKY转录因子是植物信号传导过程中的重要成员,在植物抗病过程中发挥着重要作用。为了解BnWRKY70在油菜黑胫病抗性反应中的作用机理,本研究对油菜响应黑胫病菌侵染产生的特异基因BnWRKY70进行序列分析;将克隆得到BnWRKY70基因CDS 308bp特异区段,利用烟草脆裂病毒（Tobacco rattle virus, TRV）载体构建了基于病毒诱导的油菜基因沉默体系;利用qRT-PCR验证目的基因的表达水平;最后进一步通过表型观察和病情指数统计分析评价BnWRKY70基因沉默植株在接种黑胫病菌之后油菜的抗病性。结果表明,BnWRKY70基因最长ORF为858bp,编码285个氨基酸,含有一个WRKY保守结构域,属于Ⅲ类WRKY转录因子。BnWRKY70基因沉默后的表达量显著下降,说明在油菜中成功构建了VIGS体系。表型观察发现基因沉默油菜株系叶片比未沉默株系更易感病,病斑面积更大,且病情指数显著高于对照,说明BnWRKY70基因沉默减弱了油菜的抗病性。本研究为揭示BnWRKY70在油菜病原菌分子互作机制中的作用奠定基础。