丁香假单胞菌III型分泌系统组分HrpH酶学功能解析

 III型分泌系统(T3SS)是植物病原细菌的主要致病系统,负责分泌和转运效应蛋白。T3SS结构的形成需要跨越由肽聚糖包被的细菌细胞壁周质层。HrpH是丁香假单胞菌T3SS特化的裂解性转糖基酶。本研究通过原核表达纯化了HrpH及其相关结构域蛋白,发现HrpH具有结合肽聚糖的能力,其中SLT结构域是肽聚糖结合的关键功能域,第148位的谷氨酸是结合的关键位点。进一步研究发现HrpH能够抑制丁香假单胞菌番茄致病变种DC3000(Pst DC3000)的生长,透射电镜显示,HrpH蛋白处理Pst DC3000使其细胞壁的完整性受损。以上研究结果表明HrpH通过裂解细胞壁、结合肽聚糖从而协助T3SS穿透细菌细胞壁形成超分子复合体。     

烟粉虱模式识别受体βGRPs的先天免疫应答

为探索烟粉虱的β-1,3-葡聚糖识别蛋白(BtβGRP)在烟粉虱先天免疫过程中的重要作用,对烟粉虱中鉴定的3个BtβGRPs基因编码的蛋白质进行结构分析,并与其它物种的23个同源蛋白进行系统进化分析,同时通过实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,q RT-PCR)检测分析球孢白僵菌侵染烟粉虱不同虫态不同时间点后BtβGRPs的时间表达模式。结果显示:经鉴定3个BtβGRPs蛋白序列均含有βGRP家族特有的保守性结构域,即糖苷水解酶活性结构域;且3个BtβGRPs独自聚在进化树的一支上,可能参与烟粉虱特有的级联路径;3个BtβGRPs基因在不同虫态和不同诱导时间点与对照相比,除BtβGRP3在卵期未表达外,均有上调表达趋势,但诱导程度不同;成虫诱导24~36 h后达到峰值,比卵和若虫稍晚,可能是由于烟粉虱成虫体表有白色蜡粉等物质,延迟了球孢白僵菌对虫体的侵染。研究表明3个BtβGRPs蛋白可能参与了烟粉虱对真菌侵染的免疫反应,有可能成为烟粉虱生防的新靶标。     

西花蓟马被球孢白僵菌侵染后βGRPs基因的鉴定及表达分析

本文旨在鉴定西花蓟马β-1,3-葡聚糖识别蛋白(FoβGRP)基因,分析其在受到球孢白僵菌侵染后的表达模式,探讨其在西花蓟马先天免疫过程中的作用。根据高通量转录组测序结果,比对非冗余核苷酸数据库,筛选E值小于10~(-5)的基因为目标基因,对筛选出的FoβGRPs基因编码的蛋白序列进行结构分析鉴定,通过构建系统进化树分析其与其他物种同源基因的进化关系,通过实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,q RT-PCR)检测分析不同活性球孢白僵菌孢子侵染西花蓟马成虫后FoβGRPs的表达模式。筛选出3条βGRP基因,分别命名为FoβGRP1、FoβGRP2和FoβGRP3,其编码的蛋白序列均含有βGRP蛋白家族特有的保守性结构域,即糖苷水解酶活性结构域;FoβGRP1与FoβGRP2和FoβGRP3分属两类不同的FoβGRP;在检测的60 h内,与对照相比,西花蓟马被高致病性和低致病性真菌菌株侵染后,3条FoβGRP基因的诱导表达量均在12 h时最高,而且对于同一基因来说,高活性真菌菌株对其的诱导水平均高于低活性的真菌菌株;经灭活真菌处理的西花蓟马体内3条FoβGRP基因表达量均呈不同程度的下降。3条FoβGRP基因可能参与到西花蓟马先天免疫反应中。本文为后续深入研究其在西花蓟马先天免疫反应中的作用奠定了基础。     

大麦条纹花叶病毒中国株编码βC蛋白可以自身相互作用

以分别含有BSMV-CH基因组3个组分ds-cDNA全长的pMD-α、pMD-β和pMD-γ质粒为模板,PCR扩增BSMV-CH编码各蛋白基因,克隆至酵母双杂交载体,检测各蛋白是否存在自身激活特性,用酵母双杂交分析BSMV-CH编码蛋白之间的相互作用情况,测定β-半乳糖苷酶活性确认蛋白在酵母体内的作用,Western-blot分析蛋白的体外相互作用。结果表明成功克隆到BSMV-CH编码蛋白基因,并正确克隆至酵母双杂交载体,酵母双杂交检测未发现BSMV-CH编码蛋白之间的相互作用,但确定BSMV-CH编码的βC蛋白可以自身相互作用,体外可以单体或二聚体形式存在。     

植物防御中茉莉酸信号通路抑制与终止的作用机制

茉莉酸（jasmonate,JA）作为重要的植物激素,在平衡植物生长发育和响应外界胁迫中发挥着重要作用。植物响应外界胁迫主要是通过激活信号转导通路实现信号传递的级联放大信号进而实现防御响应。然而,植物防御是一个高能耗过程,防御的适时抑制与终止有利于植物的生长发育。针对植物茉莉酸信号通路的抑制与终止研究,总结参与防御相关茉莉酸信号通路抑制与终止的主要调控因子,阐述茉莉酸ZIM结构域蛋白（jasmonate ZIM-domain,JAZ）、髓细胞组织增生蛋白2（myelocytomatosis 2,MYC2）、JA相关类MYC2蛋白（JA-associated MYC2-like,JAM）和MYC2直接调控bHLH蛋白（MYC2-targeted BHLH,MTB）等对茉莉酸信号通路进行抑制与终止的作用机制,总结抑制茉莉酸信号通路的茉莉酸代谢途径,最后对茉莉酸信号通路抑制与终止机制的研究方向进行展望。     

外源茉莉酸甲酯诱导水稻抗瘟性相关防御酶和内源水杨酸的变化

 用外源茉莉酸甲酯(MeJA)处理抗稻瘟病近等基因系水稻CO39和C101LAC,显著减轻了稻瘟病的发生,而对稻瘟病菌孢子萌发及菌丝生长均无明显抑制作用,证实MeJA处理后稻瘟病病情指数的下降是由于MeJA提高了水稻幼苗的抗瘟性。对水稻抗瘟性重要防御酶的活性测定结果表明,苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和脂氧合酶(LOX)活性均在MeJA处理早期上升,与亲和性互作水稻相比,高度非亲和性互作水稻中的诱导活性增加明显,且速度快。对病程相关蛋白β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶的活性测定结果表明,高度非亲和性互作水稻PR蛋白活性的高峰期出现和强度也明显要早且高于亲和性互作水稻。对内源水杨酸(SA)的测定结果表明,不同亲和性互作水稻的SA含量均没有明显的变化,表明MeJA诱导的水稻信号通路可能与SA信号通路无关。     

光谱分析Q型烟粉虱化学感受蛋白CSP1与β-紫罗兰酮的相互作用

为明确烟粉虱在入侵过程中的寄主选择性与其化学感受系统对寄主植物挥发物的分子识别之间的相互作用和化学机理,通过荧光、紫外光谱和圆二色谱等技术分析了烟粉虱化学感受蛋白Bt CSP1与一种重要的植物挥发物成分—β-紫罗兰酮之间的相互作用。结果表明,β-紫罗兰酮与Bt CSP1在不同温度时的猝灭机理不同,300 K(27℃)时二者的亲和力较弱,表观结合常数KA为2.44×105L/mol,较低温290 K(17℃)和高温310 K(37℃)时的3.22×105L/mol和3.23×105L/mol均要低,表明Bt CSP1与β-紫罗兰酮在不同的温度下呈现不同的结合机理,低温时为静态猝灭,而高温时为动态猝灭。通过热力学参数和非辐射能量转移理论分析,β-紫罗兰酮与Bt CSP1蛋白结合时发生了荧光共振能量转移,结合距离为5.2 nm。圆二色谱结果显示,随着β-紫罗兰酮浓度的升高,Bt CSP1蛋白中α-螺旋比例逐渐减少,由纯蛋白时的63%下降到55.9%,二级结构发生了变化。     

ABC转运蛋白及其相关的多药抗性研究现状

ABC(ATP-binding cassette)转运蛋白是一类家族庞大、功能多样的跨膜转运蛋白,其广泛存在于原核和真核生物的各类细胞器中,负责多种物质的跨膜转运,从而调节生物体的一系列生命活动。近年来,越来越多ABC转运蛋白的种类及功能被报道,但是ABC蛋白家族的潜在成员以及功能仍然值得进一步探究和挖掘。该文对不同物种中ABC转运蛋白数量、结构域、功能、研究方法以及其参与调控病原菌多药抗性的研究现状进行综述,并对植物病原菌多药抗性的治理等进行展望。     

1,3-二氯丙烯对土壤脲酶和蔗糖酶活性的影响

通过室内培养试验研究了1,3-二氯丙烯对土壤中脲酶和蔗糖酶活性的影响。结果表明,高剂量(200和500 μg/g)1,3-二氯丙烯对土壤脲酶先表现为抑制作用,后表现为激活作用;低剂量(1、10、50、100 μg/g)处理则表现为激活-抑制-激活作用,且抑制、激活程度及持续时间与处理浓度成正相关。各浓度1,3-二氯丙烯对土壤蔗糖酶活性影响的变化规律基本一致:处理后第1 d均表现为激活作用,随培养时间延长,激活作用逐渐减弱,20 d后蔗糖酶活性又有大幅增长趋势,至第30 d达到最高点,40 d后出现抑制作用。     

稻瘟病菌F-box蛋白MoFbr7生物学功能分析

F-box蛋白在泛素-蛋白酶体途径(ubiquitin-proteasome pathway,UPP)中参与调控胞内蛋白降解、受体识别、信号传导等生物学过程。本研究从稻瘟病菌中克隆了F-box基因MoFbr7,序列分析表明,该基因编码产物具有1个F-box结构域(N-端)和8个连续的WD40重复序列(C-端),在丝状真菌中高度保守。利用基因敲除方法,获得4个MoFbr7基因敲除突变体,同时构建了回补菌株。表型分析结果显示,MoFbr7基因缺失突变体在产孢量、附着胞形态、原生质体释放、致病性等方面均无异常。突变体在MM、RDC培养基上生长速率下降;对细胞壁胁迫因子CFW(Calcofluor white)、刚果红敏感。以上结果表明MoFbr7参与稻瘟病菌的营养生长与细胞壁完整性,为进一步揭示其生物学功能奠定基础。     

3种转基因成分检测蛋白芯片的研制

为研制一种可同时检测3种转基因成分BTCry1Ac蛋白、植酸酶蛋白、BTCry1Ah蛋白的蛋白芯片。本文将3种转基因成分蛋白质的单克隆抗体点于化学修饰的基片上,对芯片的表面修饰材料、点样缓冲液成分、封闭液种类、标记二抗使用浓度、反应时间进行优化,并对芯片检测的特异性、灵敏度进行测定。结果表明:研制芯片的表面为环氧修饰,使用含0.1%BSA和30%甘油的点样缓冲液和含1%BSA的封闭液,每次反应时间为30min时,有最佳反应结果;其检测灵敏度为:BTCry1Ac蛋白35ng/mL、植酸酶蛋白20ng/mL、BTCry1Ah蛋白30ng/mL,信号稳定;本研究建立的抗体蛋白芯片检测法可同时检测3种转基因蛋白,并具有较高的灵敏性、特异性和可靠性。     

Mature plant resistance of potato against some virus diseases. III. Mature plant resistance against potato virus YN,indicated by decrease in ribosome-content in ageing potato plants under field conditions

The concurrence of a decrease of the concentration of ribosomes and glycoproteins in leaves of potato plants under field conditions and mature plant resistance against potato virus Y^N was studied. On four of five dates with intervals of one or two weeks plants of randomly chosen plots in the field were inoculated. During plant growth sixth, tenth and fifteenth leaves of main stems were collected at regular intervals. With the aid of cellulose columns and polyethylene glycol-containing solvents the ribosome- en glycoprotein-contents (and in one experiment also the RNA-content) of these leaves were determined. Tubers were harvested from plants, inoculated fourteen days before. Lack of typical virus symptoms on plants grown from these tubers gave information on the presence of mature plant resistance.It was concluded that in plants which had developed about 20 leaves, there was a high degree of mature plant resistance when ribosome- and glycoprotein-contents in the fifteenth leaf was less than 2 and 4 OD₂₆₀/ml/g fresh weight respectively. When higher absorbance values are measured, mature plant resistance may or may not occur depending on environmental conditions. The ribosome- and glycoprotein-contents have a remote relation to the mature plant resistance. It is suggested that ribosome- and glycoprotein-contents of the youngest fully expanded leaves give the best indication of mature plant resistance.Samenvatting In veldproeven werde het verband tussen de concentraties van ribosomen en glycoproteinen in bladeren van aardappelplanten en de ouderdomsresistentie tegen aardappel Y^N-virus (PVY^N) bestudeerd. Op vier of vijf data met tussenpozen van een of twee weken werden planten in het veld met PVY^N geïnoculeerd. Gedurende de groeiperiode van de planten werden zesde, tiende en vijftiende bladeren op vastgestelde tijden verzameld. Chromatografische analyse met behulp van cellulosekolommen en solvents die polyethyleenglycol bevatten, leidde tot de bepalingen van de ribosoom- en glycoproteïnegehalten (en in één proef ook het RNA-gehalte) in de verzamelde bladeren. De oogst van de knollen vond plaats 14 dagen na inoculatie. Het niet tot ontwikkeling komen van de typische virussymptomen bij planten, die uit deze knollen waren gegroeid, was een aanwijzing voor het optreden van de ouderdomsresistentie.Geconcludeerd wordt dat waarschijnlijk enige mate van ouderdomsresistentie tegen PVY^N in een pootaardappelgewas aanwezig is, als het ribosoom- en glycoproteïnegehalte in het vijftiende blad van hoofdstengels met ongeveer twintig bladeren, leidt tot corresponderende extinctiewaarden bij 260 nm per ml en per gram vers gewicht van respectievelijk minder dan 2 en 4. Wanneer hogere extinctiewaarden worden gevonden kan ouderdomsresistentie wel of niet in belangrijke mate voorkomen, afhankelijk van de omstandigheden waaronder het gewas is gegroeid. Gesuggereerd wordt de jongste volledig ontwikkelde bladeren te gebruiken voor het aantonen van een gelijktijdig optreden van de afname in de ribosoom- en glycoproteïnegehalten en een praktisch waarneembare mate van ouderdomsresistentie.     

双叉犀金龟表皮蛋白Td14144表达纯化及性质研究

表皮蛋白是昆虫表皮的重要组成成份，在昆虫的生长发育过程中起着重要作用，有可能成为农业害虫的防治靶标。双叉犀金龟Trypoxylus dichotomus是铁皮石斛的一种重要害虫，且对其表皮蛋白的研究较少。本文通过研究双叉犀金龟表皮蛋白Td14144的表达纯化及与几丁质结合的相关性质明确Td14144功能的重要性。根据双叉犀金龟转录组测序数据，利用RT-PCR获得表皮蛋白Td14144基因（GenBank登录号：MZ463195），并对其进行生物信息学分析。序列分析表明表皮蛋白Td14144属于CPR家族中RR-2亚族，含有R&R保守结构域；系统进化分析结果表明，Td14144与光肩星天牛Anoplophora glabripennis的AgCP的亲缘关系最近。随后将基因片段与pET-28a载体同源重组构建表达载体pET28a-14144，在大肠杆菌Escherichia coli BL21中原核表达，并使用金属螯合层析进行分离纯化，SDS-PAGE及Western blot验证重组蛋白的表达纯化，成功获得95%以上纯度的Td14144蛋白。利用几丁质结合试验评估Td14144与不同类型几丁质结合的能力，发现Td14144可以与壳聚糖、α-几丁质、β-几丁质和胶体几丁质结合，其中对壳聚糖和α-几丁质的结合能力最强。     

稻瘟病菌几丁质结合蛋白MoChtbp1的功能初步研究

 稻瘟病是一种由子囊真菌稻瘟病菌引起的危害粮食安全的世界性病害。多数效应蛋白对于稻瘟病菌的毒力起到重要作用,在与寄主植物的相互作用中至关重要,因此,筛选并鉴定稻瘟病菌效应蛋白,阐释其基因功能对于稻瘟病的防治具有重要意义。本研究根据已有的稻瘟病菌效应蛋白相关研究方法以及生物信息学软件筛选出了一个几丁质结合蛋白MoChtbp1,进一步利用叶鞘细胞—效应子分泌荧光表达观察体系确定MoChtbp1是一个质外体效应子。利用同源重组的方法敲除MoChtBP1,发现MoChtBP1的缺失不会影响稻瘟病菌在生长、产孢以及附着胞形成等方面的能力,但会导致其致病能力明显减弱。本文结果将为新的抗病水稻选种育种提供实验材料及理论依据。     

Insecticidal activity of scorpion toxin (ButaIT) and snowdrop lectin (GNA) containing fusion proteins towards pest species of different orders

BACKGROUND: The toxicity of a fusion protein, ButalT/GNA, comprising a venom toxin (ButaIT) derived from the red scorpion, Mesobuthus tamulus (F.), and Galanthus nivalis agglutinin (GNA), was evaluated under laboratory conditions against several pest insects. Insecticidal activity was compared with SFI1/GNA, a fusion comprising a venom toxin (SFI1) derived from the European spider Segestria florentina (Rossi) and GNA, which has been previously demonstrated to be effective against lepidopteran and hemipteran pests, and to GNA itself. RESULTS: Injection assays demonstrated that both fusion proteins were toxic to lepidopteran larvae, dipteran adults, coleopteran adults and larvae and dictyopteran nymphs. ButalT/GNA was more toxic than SFI1/GNA in all cases. GNA itself made a minor contribution to toxicity. Oral toxicity of ButalT/GNA towards lepidopteran pests was confirmed against neonate Spodoptera littoralis (Boisd.), where incorporation at 2% dietary protein resulted in 50% mortality and > 85% reduction in growth compared with controls. ButaIT/GNA was orally toxic to Musca domestica L. adults, causing 75% mortality at 1 mg mL^?1 in aqueous diets and, at 2 mg g^?1 it was orally toxic to Tribolium castaneum (Herbst.), causing 60% mortality and a 90% reduction in growth. CONCLUSIONS: Toxicity of the ButaIT/GNA recombinant fusion protein towards a range of insect pests from different orders was demonstrated by injection bioassays. Feeding bioassays demonstrated the potential use of the ButaIT/GNA fusion protein as an orally active insecticide against lepidopteran, dipteran and coleopteran pests. These experiments provide further evidence that the development of fusion protein technology for the generation of new, biorational, anti‐insect molecules holds significant promise. © Crown Copyright 2009. Reproduced with permission of Her Majesty's Stationery Office. Published by John Wiley & Sons, Ltd.     

一种促进植物根系生长的极细链格孢菌蛋白质分离、纯化和生物功能

通过硫酸铵沉淀、有机溶剂沉淀、离子交换和分子筛连用的方法，从极细链格孢菌JH505菌株中分离纯化到分子量约为35kD的植物激发子。利用固相梯度凝胶双向电泳方法测定了该蛋白的等电点为4．22。将该纯化蛋白稀释液浸泡小麦种子8h，7d后小麦根系琥珀酸脱氢酶活性提高65．27％，经蛋白处理的小麦根长比对照提高13．1％。     

桃小食心虫成虫GOBPs与PBPs的基因克隆及表达谱分析

基于桃小食心虫Carposina sasakii触角转录组测序数据,利用RACE技术克隆了桃小食心虫2个普通气味结合蛋白GOBPs和3个性信息素结合蛋白PBPs全长基因,分别命名为CsasGOBP1、CsasGOBP2、CsasPBP1、CsasPBP2和CsasPBP3。5个基因的核苷酸序列全长分别为617、811、755、795和561bp,开放阅读框分别为504、492、507、492和498bp;蛋白分子量分别为16.6、16.34、16.5、15.76和16.66kDa,等电点分别为4.85、4.92、5.41、4.91和4.93,并具有的6个典型保守的半胱氨酸位点。进化树分析结果表明,5个基因能够与其他鳞翅目昆虫中的GOBPs和PBPs聚在不同的分支。qPCR对其雌雄不同部位表达谱分析发现,5个基因均在雄虫触角中显著表达,在头、胸、腹、足和翅中低量表达。该研究为更好地了解其在桃小食心虫嗅觉识别过程中的作用奠定了基础。     

Molecular characterisation of two plasmids from paulownia witches’-broom phytoplasma and detection of a plasmid-encoded protein in infected plants

Two plasmids were cloned from paulownia witches’-broom phytoplasma-Nanyang strain (PaWBNy). Southern blotting using pPaWBNy-1ORF1 probe confirmed the existence of the two plasmids. The 4485 bp plasmid, designated pPaWBNy-1, had a nucleotide content of 24 mol% G+C and contained six putative open reading frames (ORFs). The 3837 bp plasmid, designated pPaWBNy-2, had a nucleotide content of 25.9 mol% G+C and contained five putative ORFs which showed similarity with ORFs in pPaWBNy-1. The two plasmids contained a series of tandem repeats and encoded a replication-associated protein (RepA) and a single-stranded DNA-binding protein (SSB), which were necessary for the replication of plasmids. Seven putative proteins encoded by two plasmids were predicted to contain one or more hydrophobic transmembrane domains, respectively, and presumably to be localised to the membrane. ORF4 from pPaWBNy-1 was partially cloned and the recombinant protein with His-tag expressed in Escherichia coli. The fusion protein was used for immunisation and the polyclonal antiserum to ORF4 protein detected the native expression of ORF4 protein in Western blot analysis from infected but not healthy plants.     

SGT1 contributes to maintaining protein levels of MEK2DD to facilitate hypersensitive response-like cell death in Nicotiana benthamiana

Gene silencing revealed that the mitogen-activated protein kinase (MAPK) cascade in Solanaceae consisted with MEK2-WIPK/SIPK, is required for R protein-induced hypersensitive response (HR) cell death and/or resistance. Overexpression of MEK2^DD results in HR-like cell death. MEK2^DD is a phospho-mimic and constitutive active form harboring mutations at putative phosphorylation sites of upstream MAPKKK. The molecular mechanism that induces HR-like cell death is unknown. Here we report SGT1 is required for the accumulation of MEK2^DD protein, not MEK2^WT. Virus-induced gene silencing of SGT1 resulted in low protein accumulation of MEK2^DD. This result suggests that SGT1 has a positive role in the accumulation of the MEK2 active form protein to facilitate signal transduction.     

Cry1Ac的绿色荧光蛋白GFP标记及其在棉铃虫幼虫中肠的定位分布

为了明确Cry1Ac蛋白在棉铃虫体内与中肠组织的相互作用,采用重叠PCR方法将Bt-cry1Ac基因和绿色荧光蛋白GFP基因融合,构建含Cry1Ac毒蛋白和绿色荧光蛋白GFP原核表达载体,并在大肠杆菌大量表达。利用荧光显微镜观察发现,表达Cry1Ac-GFP融合蛋白的大肠杆菌在蓝光激发下发出绿色荧光。将含有融合蛋白的菌液拌入人工饲料饲喂3龄棉铃虫幼虫96h,取棉铃虫幼虫中肠做冰冻切片并在荧光显微镜下观察。结果显示,取食含有Cry1Ac-GFP融合蛋白饲料的棉铃虫幼虫中肠能够发出强烈荧光。比较Cry1Ac杀虫蛋白敏感和抗性棉铃虫幼虫中肠的发光部位,敏感棉铃虫幼虫的中肠围食膜已经消失,肠壁细胞发出强烈的荧光,而抗性棉铃虫的围食膜较健全并发出荧光。