植物病原真菌寄主选择性毒素的控制基因

详细介绍了几种主要植物病原真菌控制其寄主选择性毒素产生的遗传基因。许多被认为是单基因控制毒素产生的病菌被鉴定为是一个基因簇在起作用，尤其是控制HC-毒素的TOX2基因簇至少包括了7个基因。文中简述了其中涉及的一些分子生物学技术。     

继代培养对玉米大斑病菌生长、发育和致病性的影响

经连续单孢分离和培养,获得玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)的22次继代培养菌株.前13代菌株没有明显的生长和发育变化,从第14代开始,继代培养对病菌的生长和发育存在显著影响.随继代次数增加,菌丝生长速度变慢,产孢量下降,分生孢子变小,致病性显著降低,表现出明显退化现象.随着继代培养,菌丝呈变粗趋势.     

食用菌融合菌株P11液体发酵条件的研究

以平菇与杏鲍菇原生质体融合后筛选到的优良菌株P11为研究对象,在含有7％大豆浸提液、4％葡萄糖、0.05％KH2 PO4、0.05％ MgSO4 、0.001％维生素B1的大豆-葡萄糖液体培养基中,以菌丝生物量为响应值,采用单因素试验,确定该菌株的最适液体培养条件:250 mL发酵瓶中装大豆-葡萄糖培养液100 mL,接种3菌盘(PDA固体培养基,25℃,6d,直径8 mm),初始pH值6.8,摇瓶转速200 r/min,发酵周期为10 d.发酵过程中发酵液质量变化量与发酵终点具有一定的相关性,可作为发酵终点的简易检测方法.     

玉米大斑病菌有性杂交F1代菌株的生理小种鉴定和AFLP分析

玉米大斑病菌是异宗配合真菌，有性杂交有可能增强病菌的致病力，或形成新的致病小种，因此对该病菌有性杂交后代进行致病性测定和遗传多态性分析对控制该病菌的危害具有重要意义。对亲本菌株132、135和它们杂交产生的70个单子囊孢子F1代菌株进行了生理小种鉴定和AFLP（扩增性片段长度多态性）分析。生理小种鉴定结果表明，F1代菌株中与亲本菌株132（23N号小种）属于同一小种类型的占41．4％，与亲本菌株135（23号小种）相同的占20．0％，另外还出现了0、1、2、3、13、123、12N、13N和123N号小种，所占比例分别为2．9％、1．4％、2．9％、2．9％、4．3％、8．6％、1．4％、4．3％和10．0％，说明有性杂交可使后代菌株的致病性发生比较广泛的变异。AFLP分析表明，F1代菌株之间分子遗传相似系数在0．87～0．99之间，其中84．3％的F1代菌株与亲本菌株的遗传相似系数在0．878以上，但与亲本菌株132同源性较强的F1代菌株数目大约是与亲本菌株135的5倍，说明不同菌株具有不同的遗传传递能力。比较生理小种鉴定和AFLP分析结果，发现生理小种分化和AFLP分子遗传多态性间有一定的相关性，但不能完全对应，不存在遗传谱系就等于小种的简单对应关系。     

木醋液对玉米大斑病菌的抑制作用

为探索玉米大斑病的生物防治方法,分析了不同质量浓度木醋液对玉米大斑病菌菌丝生长、菌丝形态和分生孢子萌发的抑制作用。结果发现,当木醋液质量浓度为25. 25 mg/m L时,对玉米大斑病菌菌株11-07D菌丝生长的抑制率为100%,菌丝表现为无生长。质量浓度高于15. 15 mg/m L的木醋液处理后,菌丝分枝数和细胞内空洞数明显增加,少数菌丝出现畸形。木醋液质量浓度为10. 10 mg/m L时,病菌在液体培养基内的生长受到显著抑制,木醋液质量浓度超过15. 15 mg/m L时,液体培养生物量降低了93%以上。另外,试验还发现木醋液对玉米大斑病菌孢子萌发具有明显抑制作用,25. 25 mg/m L木醋液处理对分生孢子萌发的抑制率可达90. 4%。以上研究结果表明,木醋液有可能成为防治玉米大斑病的一种新型高效抑菌剂。     

玉米大斑病菌转录因子StSte12的活性及其对酵母生长的功能互补分析

【目的】分析玉米大斑病菌StSte12的结构、转录活性及功能。【方法】利用生物信息学方法,对获得的StSte12进行保守结构域和进化树分析,推测该基因的功能;利用β-半乳糖苷酶法检测StSte12的转录活性;将StSTE12转化至酿酒酵母ScSTE12基因缺失突变体ste12Δ中,筛选酿酒酵母ScSTE12的功能互补突变体并对其分析,验证玉米大斑病菌StSTE12的功能。【结果】通过蛋白比对发现StSte12具有转录因子特有的STE homeodomain和ZnF_C2H2锌指结构;同源性分析显示,该基因与其它植物病原真菌的STE12-like基因有较高的同源性;利用β-半乳糖苷酶法检测发现,StSte12具有转录激活活性;酵母互补试验表明,StSTE12可以回复酿酒酵母ste12Δ的功能,能够调控酵母细胞的生长。【结论】玉米大斑病菌StSTE12属于STE12-like基因;转录因子StSte12具有转录活性;对酵母细胞在YPD培养基上的侵入生长有重要的调控作用。     

特异性MAPK抑制剂U0126对玉米大斑病菌细胞膜透性及防御酶活性的影响

依据实验室前期研究发现,MAPK特异性抑制剂U0126对玉米大斑病菌分生孢子及附着胞发育、HT-毒素的产生和活性以及致病性都有着较显著的影响。以不同浓度的U0126处理玉米大斑病菌菌株,研究该抑制剂对病菌细胞膜透性及防御酶活性的影响。结果表明,U0126对病菌菌丝电导率和PAL活性均无显著影响,但对POD及PPO活性均有显著影响,且U0126对POD活性的影响具有浓度依赖性,即低浓度U0126可提高POD活性,高浓度U0126抑制POD活性;U0126对PPO活性的影响具有菌株特异性,且对菌株01-27的PPO活性的影响与对POD活性的影响相似,都具有浓度依赖性;随着U0126浓度增加菌株01-19的PPO活性反而显著下降。U0126对玉米大斑病菌细胞膜透性和苯丙氨酸代谢没有显著影响,但与过氧化物代谢和多酚代谢密切相关;U0126对过氧化物代谢和多酚代谢的影响具有一定的菌株特异性和浓度依赖性。     

玉米大斑病菌MAPK超家族的全基因组鉴定及途径模型建立

【目的】从全基因组水平鉴定玉米大斑病菌（Setosphaeria turcica）的MAPK超家族基因,并对其进行系统进化、基因结构、多重序列比对及保守位点分析,构建玉米大斑病菌中的MAPK级联途径模型,为深入研究该植物病原菌中MAPK级联途径的功能奠定基础。【方法】利用玉米大斑病菌基因组数据库,通过基于隐马尔科夫模型的HMMER 3.0软件搜索基因组,鉴定并获得MAPK超家族成员序列、基因组定位信息;采用MEGA 5.0软件进行系统进化分析;通过GSDS工具进行基因结构分析;利用ClustalX、MEME工具分析MAPK蛋白激酶区的保守性及保守位点。【结果】在玉米大斑病菌基因组中发现了4个MAPK基因、3个MAPKK基因和3个MAPKKK基因。系统进化分析将MAPK分为Kss1/Fus3、Slt2、Hog1及Ime2 4类;MAPKK分为Pbs2、Ste7及Mkk1 3类;MAPKKK分为Ste11、Bck1及Ssk2 3类。基因组定位及基因结构分析表明,MAPK超家族散布在基因组中,且MAPK基因的结构最为复杂多样,MAPKK次之,MAPKKK结构最简单。多重序列比对与保守位点分析表明,玉米大斑病菌MAPK超家族的激酶结构域均高度保守,其中MAPK具有保守的“-TxY-”磷酸化位点,MAPKK含有保守的“-SD[V/I]WS-”磷酸化位点,MAPKKK含有“-G[S/T][V/P][F/M][W/Y]M[A/S]PEV-”特异性保守位点。【结论】全基因组分析表明,玉米大斑病菌中包括4个MAPK基因、3个MAPKK基因和3个MAPKKK基因。通过系统进化、基因结构及多重序列比对和保守位点分析,在玉米大斑病菌中构建了Fus3/Kss1-homolog、Slt2-homolog、Hog1-homolog和Ime2-homolog 4条MAPK级联途径,其中Ime2 homolog为一条新发现的MAPK级联途径。该信息为深入解析植物病原真菌MAPK超家族的功能奠定了基础。     

生物数据库中MAPK蛋白质的同源性分析

本研究运用DNAstar序列分析软件对从NCBI数据库中搜索到的385个MAPK蛋白质的氨基酸序列进行了同源性分析,获得了它们的同源序列及系统发育关系,为研究MAPK基因的功能及生物体间的进化关系提供了依据。     

玉米大斑病菌STK1原核表达载体的构建及其表达

【目的】构建玉米大斑病菌STK1原核表达载体并进行表达,以期得到带有His标签的目的蛋白。【方法】根据GenBank中STK1(AY849317)的cDNA序列及原核表达载体pET28a(+)中的多克隆位点设计引物,进行STK1的克隆和原核表达载体的构建。将重组载体在原核表达体系中进行表达。通过SDS-PAGE电泳鉴定蛋白的表达,并利用Western blot技术验证该蛋白是否为目的蛋白。【结果】STK1在大肠杆菌中的表达主要以包涵体形式存在;蛋白的分子量约为40.8kD;经1mmol·L-1 IPTG在37℃下诱导,9h后蛋白产量达到最高;经Western blot检测该表达产物具有His-6抗原性。【结论】玉米大斑病菌MAPK信号转导途径中的STK1在大肠杆菌中获得了表达,为今后STK1蛋白的多克隆抗体制备及功能研究奠定基础。