大丽轮枝菌效应蛋白VdSRP2的功能分析

为明确效应蛋白VdSRP2在大丽轮枝菌Verticillium dahliae中的生物学功能,从大丽轮枝菌落叶型菌株V592中克隆VdSRP2基因并进行生物信息学分析,利用酵母转化酶分泌系统对其信号肽活性进行测定,采用实时荧光定量PCR(real-time fluorescence quantitative PCR,qPCR)技术分析VdSRP2基因在大丽轮枝菌中的表达模式,并以V592菌株为材料获得VdSRP2基因的敲除突变体和过表达体菌株,通过表型分析和致病性测定确定VdSRP2基因的生物学功能。结果显示,VdSRP2基因编码232个氨基酸,含有5个半胱氨酸残基,N-端信号肽具有分泌活性,为真菌的典型效应蛋白;VdSRP2基因主要在大丽轮枝菌菌丝和微菌核中表达,其中经棉花根系诱导培养24 h时表达量最高;与野生型菌株V592相比,VdSRP2基因敲除导致大丽轮枝菌的产孢量和孢子萌发率显著下降,不能形成微菌核,对棉花的致病力明显减弱;但VdSRP2基因敲除不影响大丽轮枝菌的穿透能力;VdSRP2基因在本氏烟和棉花叶片瞬时表达不会诱导细胞死亡。表明VdSRP2是大丽轮枝菌微菌核形成必需...     

葡萄座腔菌(Botryosphaeria dothidea)全基因组分泌蛋白的预测及功能分析

 葡萄座腔菌(Botryosphaeria dothidea)是引起多种果树和林木枝干溃疡病和果实腐烂病的重要病原菌。为明确葡萄座腔菌的致病机理,采用SignalP、WoLF PSORT、TMHMM、GPI-SOM等软件,对葡萄座腔菌全基因组14 998条蛋白序列进行了分泌蛋白预测和功能分析。结果表明B.dothidea全基因组编码蛋白中有851条序列具有典型的分泌蛋白特征,占蛋白总数的5.67%,其长度主要分布在100~700个氨基酸范围内。信号肽的分析结果表明,以19个氨基酸为信号肽的分泌蛋白数目最多,非极性氨基酸丙氨酸(A)在信号肽中的使用频率最高,而有带电侧链的天冬氨酸(D)和谷氨酸(E)使用频率最低,信号肽-3和-1位置的氨基酸相对保守,其切割位点属于典型的A-X-A型。对分泌蛋白功能预测结果表明,578个分泌蛋白获得了功能注释,其功能主要涉及碳水化合物的运输、代谢过程,蛋白翻译后修饰和氨基酸代谢、运输过程。分泌蛋白中效应蛋白(effector)预测结果表明,B. dothidea分泌蛋白中共有119个潜在的效应蛋白,其中11个可被PHI数据库注释到,其与引起其他植物病原菌致病力变化的致病效应蛋白具有较高的相似性。碳水化合物活性酶类(CAZymes)的预测结果表明,B. dothidea分泌蛋白组中共有279个CAZymes,其中GHs家族最多。这些结果的获得为今后进一步筛选B. dothidea的效应蛋白,明确B. dothidea的致病机理,以及筛选寄主新的抗性基因提供了必要的基础。     

葡萄座腔菌候选效应子抑制了Bax诱导的PCD反应并促进烟草疫霉的侵染

 轮纹病是苹果生产中发生严重又难以防治的病害。为探究致病机理,本研究选择葡萄座腔菌的3个候选效应子进行研究。农杆菌介导的烟草瞬时表达显示,Bdo_01520、Bdo_11198、Bdo_11545都能够完全抑制Bax诱导的烟草PCD反应。酵母分泌系统测试表明3个候选效应子的信号肽都具有外泌活性。qRT-PCR测定候选效应子在葡萄座腔菌ZY7有伤接种苹果果实后的相对表达量,结果显示3个基因在病菌侵染36~72 h上调表达。在本生烟中瞬时表达Bdo_11198显著促进了烟草疫霉的侵染,并降低了疫霉菌侵染后本生烟中活性氧的积累。结果表明,葡萄座腔菌候选效应子可以通过影响植物的PCD反应和过氧化氢积累促进病原菌的侵染,研究结果为进一步研究葡萄座腔菌的致病机制提供了基础。     

核盘菌一分支酸变位酶同源效应蛋白的亚细胞定位

前期研究表明核盘菌Sclerotinia sclerotiorum产生的一种分支酸变位酶同源效应蛋白能够提高其致病能力。为了进一步研究该效应蛋白在核盘菌致病过程中的作用机制,我们通过构建GFP融合蛋白对其分泌行为和亚细胞定位开展了研究。首先通过PCR技术扩增了该基因的启动区+信号肽(SP)+叶绿体定位肽(CTP)的DNA序列,构建GFP融合载体,然后借助REMI技术转化核盘菌原生质体,筛选GFP能够表达的转化子,最后接种转化子菌丝于烟草叶片,激光共聚焦检测GFP荧光信号,发现GFP荧光与叶绿体自体荧光共定位,表明该效应蛋白可分泌进入寄主叶绿体内发挥作用。     

腰果角盲蝽气味结合蛋白基因HtheOBP3的克隆及组织表达分析

为明确腰果角盲蝽Helopeltis theivora气味结合蛋白3(odorant binding protein 3,OBP3)功能及其嗅觉感受机制，利用PCR技术结合c DNA末端快速扩增（rapid amplification of c DNA ends,RACE）技术克隆其cDNA全长序列，利用多个生物信息学软件对其进行序列分析，并通过实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR,qPCR)技术检测其在腰果角盲蝽成虫不同组织中的表达量。结果显示，腰果角盲蝽HtheOBP3基因（GenBank登录号为QHI06949）开放阅读框为474 bp，编码157个氨基酸残基，预测蛋白分子量约为17.15 kD，等电点为5.14，无信号肽和跨膜结构，蛋白氨基酸序列中具有6个保守半胱氨酸残基和性信息素结合蛋白-普通气味结合蛋白（pheromone binding protein-general odorant binding protein,PBP-GOBP）家族的保守结构域。HtheOBP3蛋白具有6个α-螺旋和3对二硫键，其中5个α-螺旋形成1个结合口袋。腰...     

温度胁迫下沙葱萤叶甲小热激蛋白基因GdHsp20.6的克隆及表达分析（英文）

为明确小热激蛋白在沙葱萤叶甲Galeruca daurica应对温度胁迫中的作用,采用PCR方法克隆沙葱萤叶甲小热激蛋白基因Hsp20(GdHsp20.6)完整的开放阅读框(open reading frame,ORF)序列,应用在线软件对GdHsp20.6基因进行生物信息学分析,通过原核表达技术诱导表达及纯化其编码蛋白,并通过实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR,RT-qPCR)技术分析不同温度胁迫下GdHsp20.6基因的表达量。结果显示,GdHsp20.6基因ORF序列长度为543 bp,编码180个氨基酸,预测分子量为20.6 kD,无跨膜区和信号肽。GdHsp20.6氨基酸序列有高度保守的α-结构域。GdHsp20.6氨基酸序列与其它鞘翅目昆虫的Hsp20氨基酸序列有较高的一致性,其中与花绒寄甲Dastarcus helophoroides的Hsp20.99氨基酸序列的一致性最高,为63%。GdHsp20.6基因在大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3)细胞系中成功表达,经异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷(isopropyl-β-d-thiogalactoside,IPTG)诱导后GdHsp20.6蛋白成功表达,十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE)和Western-blot分析表明融合蛋白大小与预测大小一致,并纯化获得了纯度较高的目的蛋白GdHsp20.6。低温(-10～5℃)和高温(35～40℃)处理1 h以及处理后25℃恢复30 min均能诱导GdHsp20.6基因表达上调,并且0℃处理30～120 min也能诱导GdHsp20.6基因表达上调。表明GdHsp20.6基因在沙葱萤叶甲应对低温和高温胁迫中可能起着重要作用。     

辣椒CaRKNIF2基因的诱导表达特征及RNAi效应分析

[目的]明确在多种植物病原物和植物激素处理下,辣椒CaRKNIF2基因的诱导表达特性,分析CaRKNIF2基因的抗根结线虫功能.[方法]以辣椒‘HDA149’为试材,分别接种南方根结线虫毒性群体、烟草花叶病毒(TMV)、辣椒青枯病菌、辣椒疫霉病菌以及信号分子水杨酸(SA)和茉莉酸甲酯(MeJA),实时荧光定量PCR分析了辣椒CaRKNIF2基因的诱导表达模式和特征;构建了含CaRKNIF2基因片段的RNAi载体,通过烟草脆裂病毒介导的基因沉默(VIGS)同源沉默辣椒CaRKNIF2基因,来评价CaRKNIF2基因沉默的辣椒植株对线虫侵染的应答效应.[结果]信号分子MeJA抑制CaRKNIF2的表达,但TMV、辣椒青枯病菌、辣椒疫霉病菌以及信号分子水杨酸(SA)能快速而显著地诱导CaRKNIF2的表达,而毒性南方根结线虫对CaRKNIF2的表达则基本无影响;CaRKNIF2基因沉默的辣椒植株接种非毒性南方根结线虫后根部卵块数明显增加.[结论]这些结果为进一步解析CaRKNIF2的调控功能提供了重要的证据.     

香蕉枯萎病菌1号小种分泌蛋白与效应子的预测与分析

 由尖孢镰刀菌古巴专化型1号小种(Fusarium oxysporum f. sp. cubense race 1,Foc1)引起的香蕉枯萎病是香蕉生产上的毁灭性病害之一。分泌蛋白作为一类重要致病因子,在Foc1与香蕉互作过程中起着重要作用。本文利用SignalP、WoLF PSORT、TargetP、TMHMM和big-PI Predictor等生物信息学软件,对Foc1全基因组编码的15 438条蛋白质氨基酸序列进行了分泌蛋白及效应子的预测分析。结果表明,Foc1全基因组编码蛋白中有988个经典分泌蛋白,占编码蛋白总数的6.40%。蛋白特征分析表明,其氨基酸长度主要集中在101~500个氨基酸(占总数的71.26%),信号肽长度集中在17~20个氨基酸(占61.94%),信号肽切割位点以SPaseⅠ型为主(占92.91%)。碳水化合物酶类(CAZymes)分析表明,有281个分泌蛋白属于CAZymes,其中以糖苷水解酶家族最多。对细胞壁降解酶类分析表明,有27个分泌蛋白属于纤维素降解酶类,73个属于果胶降解酶类,42个属于木聚糖降解酶类。以氨基酸长度≤400和半胱氨酸残基数≥4为筛选条件,发现Foc1经典分泌蛋白中有378个候选效应子。qRT-PCR分析表明,7个候选效应子均在香蕉组织提取物诱导后获得上调表达,从实验角度证实了其为真正的效应子。     

小麦条锈菌细胞质效应子Hasp8抑制植物基础免疫

为明确小麦条锈菌Puccinia striiformis f. sp. tritici效应子Hasp8的功能,以小麦条锈菌CYR31侵染水源11小麦叶片的cDNA为模板,通过PCR技术扩增获得Hasp8基因的完整编码区序列,采用qRTPCR技术测定Hasp8基因的表达情况,利用农杆菌介导马铃薯X病毒(potato virus X,PVX)瞬时表达体系在烟草上验证Hasp8基因是否能够抑制由Bax蛋白诱导的细胞坏死,将Hasp8基因构建到pCAMBIA1302载体用于在烟草上瞬时表达Hasp8进行亚细胞定位以明确该效应蛋白的作用空间;并将Hasp8基因构建到p EDV6载体上用于荧光假单胞菌Pseudomonas fluorescens介导的瞬时表达系统以明确该效应蛋白是否能够抑制病原相关分子模式引发的免疫反应和效应蛋白诱导的免疫反应。结果表明,Hasp8基因编码117个氨基酸,N端含22 aa的信号肽;qRT-PCR结果显示,Hasp8基因在小麦条锈菌CYR31侵染小麦水源11的早期上调表达。烟草瞬时表达Hasp8基因能够抑制由Bax诱导的细胞坏死;烟草上亚细胞定位发现效应子Hasp8定位于细胞质和细胞核;荧光假单胞菌介导的抑制植物免疫试验结果显示效应子Hasp8能够抑制由荧光假单胞菌诱导的胼胝质积累,并且抑制由小麦条锈菌无毒性生理小种CYR23引起的过敏性坏死和活性氧积累,促进病菌的侵染,菌丝面积和菌丝长度增加。     

葡萄霜霉菌候选效应子RXLR5信号肽的鉴定

利用Getorf、SignalP 3.0、BLASTP等生物信息学软件和PERL语言从葡萄霜霉菌基因组中预测到一条编码RXLR-EER结构域的效应蛋白候选基因,将该基因编码的蛋白命名为RXLR5。将RXLR5信号肽SP5编码序列连接到pSUC2T7M13ORI载体并转化到酵母蔗糖酶缺陷菌株YTK12后,重组菌株能成功分泌蔗糖酶,促使棉籽糖分解成单糖,因此,能在YPRAA培养基上正常生长;同时生成的单糖能与TTC反应产生红色不溶于水的氯化三苯基四氮唑。由此推测,SP5具有信号肽活性,可能在RXLR5从葡萄霜霉菌细胞内泌到胞外的过程中起重要作用。     

Comprehensive prediction of plant cytoplasmic and apoplastic effectors underlying Erwinia psidii pathogenicity

Erwinia psidii (Eps) is the causal agent of emerging diseases of eucalypt and guava; however, the mechanisms underlying its pathogenicity are not fully understood. Here, we predicted factors involved in the ability of Eps to cause disease on its host plants. For that, the genomes of four Eps strains exhibiting different virulence on eucalypt were sequenced, and hrp/hrc genes coding for the type III secretion system (T3SS), effectors injected into the plant cell cytoplasm through the T3SS (T3SEs) and their plant subcellular localizations, as well as proteins deployed to the host apoplast, were predicted. It was found that Eps possesses a complete hrp/hrc gene cluster based on comparison with Erwinia amylovora. A total of 18 T3SEs were predicted, 11 of which were shared among all strains, none were exclusive to any strain and seven were absent in at least one strain. No sequence variation among strains was found for five T3SE candidates whereas extensive variation was found for six, suggesting the latter may be determinants of virulence differences. The T3SE candidates are predicted to target the plant cell nucleus, cytoplasm, mitochondrion, chloroplast and peroxisome. The predicted apoplastic effector repertoire common to all four strains was over-represented in proteins of unknown functions or predicted to possess enzymatic activities, among which the most abundant were oxidoreductases and peptidases. Proteins with lytic transglycosylase activity were predicted in strain-specific apoplastic effector repertoires. These results provide an important framework for future research aimed at uncovering the factors underlying Eps pathogenicity.     

草莓胶孢炭疽菌CFEM候选效应子的生物信息学鉴定及其侵染过程中的转录分析

病原真菌通常分泌效应子到寄主组织中调控寄主的生理过程,从而有利于其侵染。CFEM(common in several fungal extracellular membrane)蛋白是真菌所独有的,且与致病性密切相关。本研究利用Pfam数据库对草莓胶孢炭疽菌全基因组进行搜索,鉴定获得22个CFEM蛋白。对CFEM蛋白的信号肽、跨膜结构域和亚细胞定位进行分析,结果表明仅有8个CFEM蛋白为分泌蛋白。对CFEM分泌蛋白在不同侵染阶段的转录情况进行转录组学及RT-PCR分析,结果显示8个CFEM蛋白在侵染后不同时期均有表达。其中,1个CFEM分泌蛋白于附着胞形成期特异表达,2个于活体寄生阶段特异表达,2个于死体寄生阶段特异表达。综合上述分析结果,预测这8个分泌蛋白可能为草莓胶孢炭疽菌的效应子。本研究为深入解析植物病原真菌CFEM效应子提供了理论依据。     

稻曲病菌Six1类效应蛋白UvSix1-1的功能研究

 稻曲病菌在侵染过程中会分泌大量的效应蛋白来帮助其侵染。本研究鉴定到一个稻曲病菌效应蛋白UvSix1-1,同源序列比对及系统发育分析发现其具有Six1蛋白保守的氨基酸位点,并与多个病原菌中的Six1蛋白具有同源性。进一步研究发现UvSix1-1可以抑制Bax、XEG1和INF1引起的烟草叶片细胞坏死,并且其预测的信号肽区域具有分泌功能,在烟草上瞬时表达UvSix1-1可以促进辣椒疫霉的定殖。对不同稻曲菌株中的序列进行分析,没有发现序列多态性,说明该基因非常保守。以上研究结果表明,UvSix1-1在病原菌侵染过程中发挥作用,研究结果为稻曲病菌效应蛋白的研究提供参考。     

瓜类果斑病菌致病基因及靶标基因的预测

哈密瓜果斑病是严重危害瓜类的种传细菌性病害,其病原菌为嗜酸菌属西瓜种(Acidovorax citrulli)。本文首先用Bioedit软件建立瓜类果斑病菌全氨基酸序列本地资源库,运用比较基因组学的方法,通过大量查找嗜酸菌属、欧文氏菌属、假单胞菌属、黄单胞菌属、劳尔氏菌属、土壤杆菌属、木质部小菌属中的致病基因和参考文献中已报道的致病基因,下载相关致病基因的氨基酸序列,与瓜类果斑病菌的全氨基酸序列进行localblast,取E<10-5的为候选基因,得到果斑病菌中与致病性相关的基因,并对未知蛋白进行产物预测。同时,根据已经公布的靶标基因,用同样的比对方法,得到果斑病菌中潜在的靶标基因。本研究通过保守估计,得到77个致病性相关蛋白,预测了其中7个未知蛋白的产物,得到46个靶标蛋白。致病基因和靶标基因的分析预测,对以后研究此类基因提供了指导作用,为更好地防治该病害提供了理论基础。     

可可毛色二孢效应子LT_397基因的克隆及转录分析

可可毛色二孢Lasiodiplodia theobromae是引起葡萄溃疡病的主要致病菌之一。病原菌会分泌许多效应子抑制植物的防御反应。本试验对可可毛色二孢特有的效应子LT_397基因进行克隆,开放阅读框(open reading frame,ORF)全长1140 bp,含有11个半胱氨酸。生物信息学软件预测显示:效应子LT_397信号肽为位于N端的1~16个氨基酸。qRT-PCR结果表明:LT_397受可可毛色二孢诱导下,在侵染24 h的基因相对转录水平最高;在逆境胁迫处理方面:LT_397在营养、氧化、离子、酸碱和UV胁迫下基因的相对转录水平都上升。烟草瞬时表达表明,效应子LT_397可抑制水稻细菌性谷枯病菌Burkholderia glumae引发的过敏反应(hypersensitive response,HR)。以上结果为进一步分析效应子对寄主的致病机制奠定了基础。     

Multiple preharvest treatments with harpin reduce postharvest disease and maintain quality in muskmelon fruit (cv. Huanghemi)

Decay caused by fungal pathogens is responsible for significant economic loss of muskmelon fruit (Cucumis melo L.) in China. However, postharvest treatment is not effective in controlling all of these pathogens, owing to the ability of some of them for latent infection. Therefore, preharvest treatment has been considered as a promising method to control postharvest decay in muskmelon fruit. The effect of multiple preharvest treatments with harpin on postharvest disease and quality of cv. ‘Huanghemi’ muskmelon fruit was investigated in this study. Results showed that harpin treatment significantly decreased the incidence of latent infection caused by Alternaria alternata and Fusarium spp. in harvested fruit. Meanwhile, the postharvest pink rot in treated fruit inoculated with Trichothecium roseum was suppressed noticeably. Moreover, preharvest treatment increased the activities of peroxidase, phenylalanine ammonia lyase, 4-Coumarate:CoA ligase and β-1,3-glucanase compared with control fruit. Harpin treatment also contributed to the accumulation of total phenolic compounds and lignin. In addition, harpin treatments were able to maintain the quality of harvested fruit. These results suggest that multiple treatments with harpin before harvest may be a promising technology to control postharvest disease and delay quality losses in Huanghemi muskmelon fruits.     

稻曲病菌SIX效应蛋白参与调控植物免疫

为明确稻曲病菌Ustilaginoidea virens的SIX(secreted in xylem)效应蛋白功能,利用生物信息学软件预测6个SIX1蛋白和1个SIX2蛋白的分泌特性,并通过酵母分泌系统对其分泌特性进行验证,在烟草上通过根癌农杆菌Agrobacterium tumefaciens介导的瞬时表达系统检测SIX蛋白对小鼠促凋亡蛋白BAX、致病疫霉Phytophthora infestans激发子INF1、大豆疫霉Phytophthora sojae病原相关分子模式糖基水解酶XEG1引起烟草细胞坏死的作用,在烟草上表达SIX蛋白后接种辣椒疫霉Phytophthora capsici并观察其对辣椒疫霉侵染的作用。结果显示:所检测的SIX蛋白中有5个含有预测的信号肽,2个被预测为非经典分泌蛋白,但经酵母分泌系统验证均具有分泌功能;大部分SIX蛋白能够抑制BAX、INF1、XEG1引起的烟草细胞坏死,但抑制坏死的情况并不完全一致;大部分含信号肽的SIX蛋白能够促进辣椒疫霉侵染,UV8b＿3638去信号肽突变体也能够促进辣椒疫霉侵染。表明大多数SIX蛋白参与调控植物免疫,且能促进病原...