云南泡桐丛枝病植原体核糖体蛋白基因片段序列分析

 应用植原体核糖体蛋白基因通用引物对rpF1/rpR1,对采自云南省曲靖市的泡桐丛枝病植原体DNA (PaWB-QJ)进行PCR扩增,得到1.3 kb的特异片段,证明此病株中存在植原体。将此片段与pGEM-T Easy载体连接并转化大肠杆菌JM109感受态细胞,进行PCR鉴定、核糖体蛋白基因部分核苷酸序列测定及分析。结果表明,该株系(PaWB-QJ)核糖体蛋白基因片段长1 244 bp,包含rps19、rpl22和rps3基因。对PaWB-QJ株系的核糖体蛋白基因序列的同源性比较结果显示与16S rI-B亚组的翠菊黄化(Aster yellows,AY)、长春花黄化(Periwinkle yellows,PY)和泡桐丛枝德国株系(Paulownia witches'-broom,PaWB-German)的亲缘关系最近,达到99.0%以上,而与其它组中的株系明显低于97.0%,所以认为该植原体株系属于翠菊黄化组B亚组(16SrI-B)。     

广东花生丛枝病植原体的分子鉴定

2020年在广东省湛江市遂溪县田间发现表现明显丛枝?小叶, 类似植原体感染症状的花生病株?本研究利用分子生物学技术对其病原进行鉴定?以花生病叶的总DNA为模板, 利用植原体16S rRNA和SecY基因通用引物进行PCR扩增, 获得广东花生丛枝病植原体(PnWB-GDSX-2020)16S rRNA基因片段(1 430 bp, GenBank登录号为MZ427281)和SecY基因片段(1 709 bp, GenBank登录号为MZ437794)?序列一致性和系统进化分析显示, PnWB-GDSX-2020的16S rRNA序列与16SrⅡ-A?16SrⅡ-D和16SrⅡ-V亚组植原体一致性最高, 亲缘关系最近; 进一步利用iPhyClassifier对16S rRNA序列进行在线虚拟RFLP分析, 结果显示, PnWB-GDSX-2020的虚拟RFLP 图谱与16SrⅡ-V亚组的参照株系‘Praxelis clematidea’ phyllody phytoplasma (GenBank登录号:KY568717) 酶切图谱一致, 相似系数为1.00?因此, PnWB-GDSX-2020属于16SrⅡ-V亚组成员?所获得的PnWB-GDSX-2020 Sec Y基因序列与花生丛枝植原体的一致性最高, 亲缘关系最近?本文确定了广东花生丛枝病相关植原体的分类地位, 为当地病害诊断?检测以及防控提供科学依据?     

西北旱区枣疯病植原体核糖体蛋白基因的生物信息学分析

枣疯病是枣树上的一种具有毁灭性的植原体病害,几乎分布于国内所有的枣树栽培区,造成了巨大的经济损失.对我国陕西、宁夏、甘肃3省枣疯病样品植原体核糖体蛋白基因进行克隆和测序,获得枣疯病植原体的核糖体基因片段为1 196bp,包含部分rps19,rpl22和rps3三个基因,其中rpl22和rps3大小分别354bp和753bp,分别编码118和251个氨基酸,且这两个基因为非重叠基因.序列同源性比较结果表明:我国陕西、宁夏、甘肃的枣疯病植原体的核糖体蛋白rp基因大小一致,归属于植原体16S rⅤ-B组;该植原体核糖体蛋白基因特性与樱桃致死黄化(CLY5)和桃树黄化印度分离株系(PY-In)植原体相似.首次报道了我国枣疯病核糖体蛋白基因rp基因的序列,把枣疯病植原体归到16S rⅤ-B组,为枣疯病植原体提供了新的分类依据.     

泡桐丛枝植原体抗原膜蛋白抗血清的制备及应用

 根据报道的泡桐丛枝植原体(Paulownia witches’-broom phytoplasma,PaWB)抗原膜蛋白(antigenic membrane pro-tein,AMP)基因的核苷酸序列设计引物,提取发病泡桐总DNA,经PCR扩增并成功克隆泡桐丛枝植原体amp基因。序列分析表明,amp基因由696个核苷酸组成,编码231个氨基酸残基,与GenBank中登录的2个泡桐丛枝植原体的膜蛋白核苷酸序列同源性为100%。将amp基因91-604 nt部分序列(命名为ampd)克隆到原核表达载体pGEX-4T-3,诱导后,经SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳分析,表明融合蛋白在大肠杆菌BL21(DE3)中得到了高效表达。以纯化的带GST标签的AMPD融合蛋白为抗原免疫德国大白兔,制备了PaWB-AMPD抗血清。利用该血清,通过Western印迹、点印迹、ELISA、间接免疫荧光和免疫捕获PCR试验均能在发病泡桐组织中特异检测到泡桐丛枝植原体。     

我国几种植物植原体的快速分子鉴别与鉴定的研究

 选用桑萎缩病(Mulberry dwarf,MD)、枣疯病(Jujube witches'-broom,JWB)、酸枣丛枝病(Wild jujube witches'-broom,WJWB)、泡桐丛枝病(Paulownia witches'-broom,PaWB)和苦楝丛枝病(Chinaberry tree witches'-broom,CWB)5种不同植物植原体和来源于3个不同地区PaWB和JWB材料进行16S rDNA和23S rDNA PCR扩增、异源双链迁移率分析(HMA)、PCR产物的RFLP分析和16S rDNA的克隆和测序等比较研究,建立了一种快速确定未知植原体种类和分类地位的分子鉴别与鉴定优化程序;并可对田间采集的各种植物植原体样品进行快速鉴定和鉴别。16S rDNA PCR产物HMA分析结果显示,JWB与CWB、MD和PaWB皆可形成明显的异源杂交双链;而CWB、MD和PaWB植原体之间未能形成异源双链。JWB和PaWB不同地区样品之间、JWB和WJWB之间也未发现异源杂交双链的形成。而23S rDNA PCR产物HMA分析则可以将MD与PaWB区分开。进一步对未知分类地位的CWB序列测定及与其它植原体16S rDNA的RFLP和同源性比较结果显示,CWB与PaWB同源性为99.5%,其中与MD的同源性高达99.7%,因而应将CWB归为翠菊黄花组16Sr I-B,16Sr I-B (rp-B)。     

山东省枣疯病植原体的鉴定及分子变异分析

 本研究对山东省11个地区的枣疯病样品进行了鉴定和分子变异分析。以样品总DNA为模板,经扩增和序列测定,分别得到16S rRNA (1 432 bp)、核糖体蛋白基因rp (1 196 bp)、转运蛋白基因secA (836 bp) 和secY (1 421 bp) 的序列,secA基因序列是首次从枣疯病植原体中扩增获得。对获得的序列与NCBI数据库中相关植原体序列进行聚类和核苷酸变异分析,结果显示山东省枣疯病植原体属于16SrⅤ-B、rpⅤ-C、secYⅤ-C亚组,相对于16S rRNA基因,rp,secA和secY变异更大,非同义突变更多,更利于对国内不同来源的枣疯病植原体的精细系统进化分析。     

泡桐丛枝植原体染色体全长及两个rRNA操纵子定位研究

本实验以泡桐丛枝植原体为材料,运用差速离心和脉冲场电泳(Pulsed Field Gel Electrophoresis,PFGE),获得了无寄主DNA污染、完整的泡桐丛枝植原体染色体,并用Southern blot杂交进行了验证,建立了植原体全基因组的研究方法。同时对泡桐丛枝植原体染色体进行内切酶I-CeuI不完全酶切,测定了染色体全长,并定位了2个非连锁的rRNA操纵子在染色体上的位置,完成了泡桐丛枝植原体部分物理图谱的构建。实验结果表明,泡桐丛枝植原体染色体全长约为1 100kb,2个rRNA操纵子在染色体上相距500～600kb。     

云南芝麻丛枝和花变叶植原体16S rRNA和rp基因序列分析

 本研究通过对表现出丛枝和花变叶症状的芝麻感病植株总DNA进行植原体16S rRNA和rp基因的PCR扩增、克隆、测序及序列分析,明确了两种病株的病原均为植原体,并将其命名为云南元谋芝麻丛枝植原体(SEWB-YNym)和云南元谋芝麻花变叶植原体(SEP-YNym)。两个株系的16S rRNA基因片段长度均为1 248 bp,并且碱基序列完全一致。通过与其他地区报道的芝麻植原体株系16S rRNA基因序列比对后发现这两个株系与来自缅甸的株系不存在位点差异,而与泰国、中国台湾、印度的株系分别存在3~6个位点差异。同时,还从两个株系中获得了长度均为1 171 bp并且碱基序列也完全一致的SEWB-YNym和SEP-YNym的rp基因序列。此rp基因序列包括全部rpl22基因(nt90-476)和部分rps3基因(nt550-1170),分别编码128和206个氨基酸。通过对16S rRNA和rp基因的序列进行同源性比对、构建系统进化树等分析,表明两个株系与候选种‘Candidatus Phytoplasma aurantifolia'相关,为16SrII-A亚组成员,并归属于植原体rp-iii亚进化支。     

卵叶山蚂蝗丛枝植原体的分子鉴定

2016年在生长于海南省澄迈县的卵叶山蚂蝗上发现了丛枝、小叶等疑似植原体感染症状。利用植原体16S rRNA基因的通用引物R16mF2/R16mR1,对卵叶山蚂蝗丛枝样品进行了PCR检测,并对检测到的植原体16S rRNA基因片段(1.4 kb)进行克隆测序、序列比对、虚拟限制性片段长度多态性分析和系统进化树构建分析。结果表明,卵叶山蚂蝗丛枝植原体(beggarweed witches'-broom phytoplasma,MK956144)为来檬植原体(Candidatus Phytoplasma aurantifolia,U15442)的相关株系,属于花生丛枝植原体组A亚组(16SrII-A),这是首次发现植原体感染卵叶山蚂蝗的报道。     

海南省木豆丛枝病植原体的分子检测及鉴定

 利用植原体通用引物R16mF2/R16mR1和rp (Ⅱ) F1/rp (Ⅱ) R1对海南木豆丛枝病植原体16S rDNA和部分核糖体蛋白(ribosomal protein,rp)基因序列进行PCR扩增、克隆和测序。获得海南木豆丛枝病植原体16S rDNA基因片段为1430bp,rp基因片段为1170bp。核苷酸同源性比较和系统进化树构建表明,引起海南木豆丛枝病的植原体应属于16SrⅡ组中的亚组ⅲ。本研究首次从分子水平确定了引起我国海南木豆丛枝病的病原物为植原体,明确了其分类地位,为该病害流行学研究和防治提供了理论依据。     

小麦蓝矮病植原体转运蛋白secY基因片段序列分析

 Wheat blue dwarf(WBD) is a disease caused by phytoplasma and only reported from China. A fragment about 1.3 kb in protein translocation gene, secY was amplified by PCR from the total DNA of di-seased wheat sample with primer pair secYF/secYR, which was designed based on secY gene sequence of known 16SrI group members. Nucleotide acid sequence analysis of amplified fragment indicated that the length was 1 240 bp. A phylogenetic tree based on secY gene sequences was constructed and showed that wheat blue dwarf phytoplasma was clustered into the Candidatus Phytoplasma asteris, subgroup 16SrI-C. Wheat blue dwarf phytoplasma showed high homology with clover phyllody phytoplasma strains based on sequence comparison and phylogenetic analysis.     

白粉菌侵染后的拟南芥酵母双杂交cDNA文库构建及其利用

 拟南芥广谱抗病基因RPW8对拟南芥白粉病菌、霜霉病菌和烟草花叶病毒等均具有抗性。为了深入研究其广谱抗病机制,筛选鉴定与RPW8具有直接相互作用的蛋白,我们以含有RPW8的拟南芥纯合转基因系S5为材料,接种拟南芥白粉菌系UCSC1,36 h后取样,构建了白粉菌侵染初期的拟南芥cDNA文库。为了提高文库对长片段基因5′端的覆盖率,分别使用含有oligo(dT)和oligo(dN)的接头引物反转录cDNA第一链,PCR扩增双链cDNA。将纯化后的双链cDNA与线性化载体pGADT7-Rec混合,利用同源重组技术在酵母菌株Y187中构建cDNA文库。经检测,文库转化效率为5.0×10⁶/3 μg pGADT7-Rec,滴度为2.5×10⁸ CFU·mL^-1,插入片段长度在350～2 000 bp之间,平均插入片段大小为750 bp。用RPW8.1和RPW8.2构建诱饵载体,分别获得11和12个候选互作蛋白。结果表明此cDNA文库质量较好,适用于互作蛋白的筛选。     

甜菜夜蛾三个60S核糖体蛋白基因的获得与序列分析

核糖体是生物细胞内的蛋白质合成场所,核糖体蛋白除了参与组装核糖体的大小亚基之外,在生物体内还行使其它功能。本研究以甜菜夜蛾Spodoptera exigua幼虫整体的cDNA为模板,扩增得到了甜菜夜蛾60S核糖体蛋白L6、L7和L10的cDNA序列SeRPL6、SeRPL7和SeRPL10。SeRPL6、SeRPL7和SeRPL10的开放读码框分别为819bp、807bp和660bp,分别编码272、268和219个氨基酸。其中SeRPL7中包含一段由27个氨基酸构成的信号肽序列,SeRPL10中有一个预测的抗生素结合位点。通过NJ进化树构建及与其它昆虫相应的核糖体蛋白比较,发现这三个基因都具有高度的保守性,SeRPL7和SeRPL10氨基酸序列与许多昆虫相应蛋白的同源性都超过了70%。     

绿针假单胞菌YL-1抗细菌活性相关基因的克隆和分析

绿针假单胞菌YL-1对植物多种重要病原细菌和病原真菌有较强的抑制作用。采用转座子插入突变技术电转化绿针假单胞菌YL-1,构建随机插入突变体库。通过平板抑菌试验从突变体库中筛选对3种病原细菌荚壳伯克霍尔德菌Burkholderia glumae、解淀粉欧文氏菌Erwinia amylovora和胡萝卜果胶杆菌Pectobacterium carotovora抑菌效果显著下降的突变体,并采用PCR和Southern Blot验证转座子是否成功插入到YL-1染色体基因组上。利用质粒拯救技术克隆转座子插入位点基因、测序和生物信息学分析。结果表明:本研究成功构建了绿针假单胞菌YL-1随机插入突变体库,筛选出7株对3种病原细菌抑制效果明显下降的突变体,但其对立枯丝核菌的抑制效果与野生型菌株YL-1相同;PCR和Southern Blot试验结果表明绿针假单胞菌YL-1的7株突变体均是单拷贝;克隆到7个突变体插入位点的基因序列并测序,生物信息学分析结果表明其中6个突变位点是嗜铁素合成基因簇,1个突变位点是蛋白分泌基因sec Y。     

Mitochondrial haplotype analysis for differentiation of isolates of Phytophthora cinnamomi

Although Phytophthora cinnamomi is heterothallic, there are few instances of successful crossing in laboratory experiments, and analysis of field populations indicates a clonally reproducing population. In the absence of sexual recombination, the ability to monitor mitochondrial haplotypes may provide an additional tool for identification of clonal isolates and analysis of population structure. To determine mitochondrial haplotypes for this species, seven mitochondrial loci spanning a total of 6,961 bp were sequenced for 62 isolates representing a geographically diverse collection of isolates with A1 and A2 mating type. Three of the regions were primarily intergenic regions between trnG and rns, rns and nad3, and nad6 and cox1, while the remaining loci spanned cox2, nad9, rps10, and secY coding regions and some of the flanking spacer regions. In total, 45 mitochondrial haplotypes were identified (75% of the total isolates examined) with differences due to single-nucleotide polymorphisms (SNPs, totaling 152 bp) and length mutations (17 indels >2 bp representing a total of 910 bp in length). SNPs were the predominate mutation in the four coding regions and their flanking intergenic regions, while both SNPs and length mutations were observed in the three primarily intergenic regions. Some of the length mutations in these regions were due to addition or loss of unique sequences while others were due to variable numbers of subrepeats (in the trnG-rns region, there were 3 to 12 copies of a 24-bp subrepeat sequence that differentiated 17 haplotypes). Network analysis of the haplotypes identified eight primary clades, with the most divergent clade representing primarily A1 isolates collected from Papua New Guinea. The isolate grouping in the network corresponded to mating type and previously published isozyme classifications, with three exceptions: a haplotype representing an A1 mating type (H29) was placed well within the A2 mating type haplotype grouping, one haplotype (H26) had isolates with two isozyme classifications, and one isozyme group was represented on separate network clades, suggesting that recombination has occurred in the past. Among the 62 isolates examined, several examples were identified of isolates recovered from different geographic regions having the same mitochondrial haplotype, suggesting movement of isolates via plant material. Analysis of the data set to determine whether fewer loci could be sequenced to classify haplotypes indicated that the trnG-rns and rns-nad6 loci would classify 87% of the haplotypes identified in this study, while additional sequencing of the nad9 or secY loci would further differentiate the remaining six haplotypes. Based on conservation of gene order in Phytophthora spp., the trnG-rns locus should be useful for mitochondrial haplotype classification in other species, as should the cox2, nad9, rps10, and secY loci. However, the rns-nad3 and nad6-cox1 loci span regions that can have a different gene order in some Phytophthora spp.     

柑橘溃疡病菌抗铜相关基因copA和 copB的克隆及原核表达

 以柑橘溃疡病菌DNA为模板,对抗铜相关基因copA和copB进行了PCR扩增和克隆,获得了大小分别为1 782 bp 和1 095 bp的目标片段。构建了这2个基因的原核表达载体 (pET-copA和pET-copB),并在大肠杆菌 [Escherichia coli BL21(DE3)] 中成功诱导表达。利用原核表达的融合蛋白免疫大耳白兔,制备了抗copA和copB原核表达蛋白的多克隆抗体。用间接ELISA法测定了所制备的多克隆抗体的效价均为1∶6 400。用所制备的抗体分别对copA和copB的原核表达产物进行Western blot分析的结果显示,在相应位置产生了较强的免疫反应条带,表明所制备抗体能特异性地与相应的抗原发生免疫反应。     

沼泽红假单胞菌Atp2蛋白的原核表达及稻瘟病菌的互作蛋白初步筛选

光合细菌沼泽红假单胞菌Rhodopseudomonas palustris PSB06是对稻瘟病具有良好防效的生防菌株。为进一步挖掘其生防代谢产物，前期通过蛋白层析分离技术，从PSB06培养液中鉴定到一个ATP合成亚基Atp2蛋白，ATP2基因编码序列为1431 bp。构建了pET32a（+）-ATP2重组表达载体，原核表达纯化后获得的Atp2蛋白产物用SDS-PAGE和Western blot进行鉴定。试验证明Atp2蛋白显著抑制稻瘟病菌的附着胞形成和在水稻寄主上的致病力。为阐明Atp2蛋白抑菌机理，通过酵母双杂交技术，以Atp2为诱饵筛选稻瘟病菌cDNA文库，获得了7个与Atp2有相互作用的蛋白质，分别是E3泛素连接酶复合物（MGG_04978），两个核糖体蛋白（MGG_16204、MGG_04977）和4个假定蛋白（MGG_09168、MGG_01034、MGG_03543、MGG_00718），研究结果为揭示Atp2蛋白抑制稻瘟病菌的作用机制提供理论基础。     

葡萄浆果内坏死病毒侵染的‘贝达'葡萄cDNA文库构建及其利用

 葡萄浆果内坏死病毒(grapevine berry inner necrosis virus, GINV)侵染葡萄可引起葡萄叶片表现明显的褪绿斑驳症状,其致病的分子机制,特别是病毒与寄主互作蛋白的研究尚未见报道。本研究构建了GINV侵染的‘贝达'葡萄叶片的cDNA文库,并以GINV 外壳蛋白(coat protein,CP)为诱饵筛选文库中与其互作的寄主因子。本研究构建的cDNA文库库容量达1.6×10⁷,插入片段平均大小在1.0 kb以上,质量符合cDNA文库筛库要求。筛选到了55个候选寄主蛋白与GINV CP在酵母中互作。经测序分析及回转验证,结果确定了17个寄主互作蛋白,其涉及叶绿体相关类蛋白、泛素化相关蛋白、防御相关蛋白等。本研究可为深入研究GINV致病性及其与寄主互作机制提供依据。     

利用RNA干扰介导抗病性获得兼抗四种病毒的转基因马铃薯

为获得兼抗马铃薯X病毒(Potato virus X,PVX)、马铃薯Y病毒(Potato virus Y,PVY)、马铃薯卷叶病毒(Potato leaf roll virus,PLRV)和马铃薯潜隐花叶病毒(Potato virus S,PVS)4种病毒的转基因马铃薯新材料,分别以这4种病毒全长CP基因为模板,通过设计PCR引物和亚克隆获得4种病毒CP基因相对保守区段的基因片段,并将其拼接成融合基因,以载体pHANNIBAL和pBI121为基础,构建RNA干扰(RNA interference,RNAi)载体,利用农杆菌介导的转基因体系进行马铃薯遗传转化,并对获得的转基因马铃薯进行病毒抗性检测。结果表明,所获得的融合基因片段RH1和RH2,酶切鉴定分别得到长度为1 200 bp的条带,与预期片段相符;构建了含pdk内含子和RH1、RH2融合基因的RNAi植物表达载体,经Bam H I/Sac I双酶切,获得长度约3 200 bp的片段,表明RNAi植物表达载体pBI121-pRH构建成功;转化易感病毒马铃薯品种陇薯11号,PCR检测和PCRSouthern杂交分析表明融合基因已整合到陇薯11号马铃薯基因组中;抗病性检测显示4株转基因马铃薯植株对4种病毒均免疫。表明利用RNAi可筛选出抗多种病毒的转基因马铃薯新种质。     

玉米弯孢叶斑病菌全基因组分泌蛋白的预测与分析

为深入了解玉米弯孢叶斑病菌致病的分子机制,采用信号肽分析软件Signal P 4.1与PSORTb 3.0.2、跨膜螺旋结构分析软件TMHMM 2.0与THUMBUP、GPI锚定位点分析软件big-PI Predictor和亚细胞器蛋白定位分析软件Target P 1.1这6款软件综合预测该菌全基因组中10 372条蛋白序列,并对筛选出的分泌蛋白信号肽基本特征进行分析。结果表明,在玉米弯孢叶斑病菌全基因组编码蛋白中共发现804个具有典型信号肽的分泌蛋白,占全基因组蛋白总数的7.8%;编码这些蛋白的开放阅读框最小为219 bp,最大为7 113 bp,平均为1 252 bp;引导它们的信号肽长度分布在13~37 aa之间,平均为19 aa。信号肽中出现频率最高的氨基酸依次为丙氨酸、亮氨酸和丝氨酸。信号肽切割位点与根癌土壤杆菌、粗糙脉孢霉和马铃薯晚疫病菌一样,同属于A-X-A型。70个具有功能描述的分泌蛋白主要是和细胞代谢与转运、信号转导有关的酶类;还有一些降解细胞壁组分及与致病相关的酶类,可能与玉米弯孢叶斑病菌的毒性有关。