蔗糖水解酶注释基因XC0805与野油菜黄单胞菌8004菌株的蔗糖利用及致病相关

 野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris pv.campestris,Xcc)是造成十字花科植物减产的重要病原菌,其通过水孔或伤口进入植物体内并在维管束中快速繁殖。光合产物(蔗糖)的运输主要依靠植物维管组织,同时蔗糖也是维管组织重要的能量来源。本研究利用生物信息学和遗传学等方法对Xcc中参与蔗糖利用的基因进行了分析,并研究了这些基因与其致病力的关系。Xcc 8004菌株中注释的参与蔗糖分解蛋白的编码基因有XC1002、XC1642、 XC1645和XC0805。 XC1002和XC1642的编码产物属于糖苷水解酶GH97蛋白超家族,而XC1645和XC0805的编码产物则属于GH13家族。突变分析发现除XC0805外,其他3个都不影响Xcc的蔗糖利用能力。接种实验表明,XC0805参与Xcc的侵染或在植物体内的生长,其他3个不参与致病过程。另外,Xcc 8004中预测参与蔗糖转运的基因(XC0806和XC0807)突变并不影响细菌的蔗糖利用和致病力,表明其可能存在其他的蔗糖转运通路。上述结果说明XC0805可能是Xcc 8004主要的蔗糖水解酶基因,且在致病中起重要作用。     

巴西橡胶树HbMYBs转录因子的克隆及表达分析

通过同源序列比对,笔者克隆了巴西橡胶树5个与抗逆相关的HbMYBs基因,根据其与拟南芥同源基因的相似性,分别命名为HbMYB15,HbMYB21,HbMYB24,HbMYB35和HbMYB75,其阅读框长度分别为651,984,999,1 095,933 bp。生物信息学分析结果表明,这5个HbMYBs基因编码的蛋白序列都包含MYB家族结构域,属于R2R3类MYB转录因子。酵母自激活实验结果显示这5个HbMYBs蛋白均具有转录活性,具有转录因子特征。荧光定量PCR分析结果表明,创伤、乙烯处理和茉莉酸处理对这5个HbMYBs基因中有不同程度的诱导作用,这些基因有可能参与乙烯和茉莉酸信号相关的植物防御应答。     

病原菌诱发的植物先天免疫研究进展

植物生存在复杂多变的环境之中,它们不仅拥有抵御病原菌的天然屏障,如坚硬的细胞壁、质外体的低p H值、分泌的抗菌酶或其它抗菌组分等,而且进化出了精密的先天免疫系统:病原菌相关分子特征(pathogen-associated molecular patterns,PAMPs)诱导的免疫反应(PAMP-triggered immunity,PTI)和效应因子诱导的免疫反应(effector-triggered immunity,ETI)。PTI和ETI,虽然代表的是植物先天免疫的不同层面,但两者密切相关,奠定了植物先天免疫的遗传学基础。本综述描述了植物与病原菌相互作用的共同进化过程,概述了植物先天免疫在病原菌入侵过程中发挥的作用及其分子机制,并阐述了植物病原细菌Ⅲ型分泌系统分泌的大量效应蛋白在调控植物先天免疫中的重要作用。     

联合施用微生物菌剂和氨基酸水溶肥对哈密瓜土壤性质及细菌群落结构的影响

为了研究施用复合微生物菌剂和氨基酸水溶肥组合对土壤性质及微生物群落结构的影响,笔者在海南省乐东市开展了哈密瓜大田施肥试验,对哈密瓜不同生长阶段的土壤进行土壤理化性质测定及土壤微生物高通量测序。结果表明:(1)处理组土壤碱解氮和速效钾含量升高;根结线虫和腐生线虫含量降低。(2)土壤微生物高通量测序显示,处理组土壤细菌菌群结构相对稳定,无菌群异常现象。处理组和对照组间关系较远,组内关系较近。(3)处理组较对照组而言,门水平上相对丰度最高的是Proteobacteria(变形菌门)、Acidobacteria(酸杆菌门);纲水平上含有致病菌种的Alphaproteobacteria(α-变形菌纲)和Gammaproteobacteria(丙型变形菌纲)相对丰度降低;目水平上具有硝化作用和促进氮素利用效率的Nitrosomonadales(亚硝化单胞菌目)相对丰度升高,能够产生有益次生代谢产物的Myxococcales(黏球菌目)相对丰度升高。实验结果显示,联合施用复合微生物菌剂和氨基酸水溶肥,对土壤理化性质和细菌群落结构具有明显的改善作用。     

木薯MeNRT2.5基因的克隆及表达分析

木薯具有高产、耐旱、耐贫瘠等特点,为了解其耐贫瘠的作用机理,提高木薯在贫瘠土壤中对氮素的利用率,以30 d龄的"华南8号"组培苗为实验材料,采用同源克隆技术获得1个高亲和性硝酸根转运蛋白基因NRT2。生物信息学分析结果表明,该基因开放阅读框全长1 479 bp,编码492个氨基酸,命名为MeNRT2.5。MeNRT2.5蛋白有10个跨膜区域,与橡胶树、油桐树、可可树等物种的NRT2.5蛋白具有较高的同源性,其氨基酸序列相似性分别为94%,89.84%,87.40%。半质量RT-PCR结果表明,MeNRT2.5基因在根、茎、叶、花等各个器官均有表达,在成熟木薯植株的根中和组培苗的叶中表达量较高。实时荧光定量RT-PCR分析表明,MeNRT2.5在低浓度NO_3~-(0.3 mmol·L~(-1))处理后,其在根中的表达量在6 h时达到峰值;高浓度NO_3~-(3 mmol·L~(-1))处理后,其表达量在根茎叶中均没有明显变化,即该基因的表达被高浓度NO_3~-所抑制。该研究结果为进一步分析MeNRT2.5在木薯中的功能验证奠定理论基础。     

外源海藻糖调节西瓜细胞渗透胁迫抗性的研究

为探究外源海藻糖对渗透胁迫下西瓜细胞生长的影响,本研究以西瓜悬浮培养细胞为试材,测定外源海藻糖预处理后,渗透胁迫对西瓜悬浮培养细胞生长量、细胞外pH、细胞内ROS（活性氧簇）相对含量和微管骨架的影响。结果表明：渗透胁迫下西瓜细胞的生长量明显受到抑制,并且渗透胁迫可诱导西瓜悬浮培养细胞质外体碱化,ROS迸发,细胞微管骨架发生解聚;外源添加海藻糖可在一定程度上缓解渗透胁迫对西瓜悬浮细胞生长量的抑制作用,调节pH、ROS表达水平、并维持微管骨架结构的完整性。以上研究结果表明渗透胁迫下,海藻糖对西瓜细胞具有维持细胞生长、保护亚细胞结构并调节抗性反应的功能。     

柱花草叶肉原生质体提取与瞬时表达体系构建

柱花草(Stylosanthes guianensis)是一种重要的热区豆科牧草,为利用原生质体瞬时表达体系开展柱花草基因功能研究,以20 d龄期‘热研5号’柱花草子叶为试验材料,通过正交试验考察不同因素对原生质体分离及转化效率的影响。结果表明：采用1.5%纤维素酶、1.25%离析酶、0.5 mol·L^-1甘露醇和4 mmol·L^-1MES酶解液组合,酶解时间为16 h时,原生质体的产量和活性均达到最佳,分别为(4.567×10⁶)个·g^-1和92.271%;原生质体浓度为(6×10⁵)个·mL^-1、质粒浓度为0.6μg·μL^-1,PEG-4000浓度为50%、转化时间为5 min时,转化效率最高,可达52.524%。构建了目标蛋白SgRKL1表达载体pA7-BIUTNT::SgRKL1-GFP,利用PEG介导法将其转入柱花草原生质体,激光扫描共聚焦显微镜检测结果显示SgRKL1蛋白定位于细胞膜上,说明所建立的柱花草叶肉原生质体瞬时表...     

文心兰生物钟相关基因 PRR7 克隆与表达分析

利用转录组文库中的 PRR7 基因序列，从文心兰盛开期花瓣中扩增得到文心兰 PRR7 基因的 2 个成员，分别命名为 OnPRR7-1（GenBank 登录号：MG543993）和 OnPRR7-2（GenBank 登录号：MG543994）。OnPRR7-1和 OnPRR7-2 基因全长分别为 2 091 bp 和 2 154 bp，分别编码 696 和 717 个氨基酸大小的蛋白质序列。蛋白质二级结构分析表明，OnPRR7-1 和 OnPRR7-2 均为疏水性蛋白。BlastX 比对和系统发育分析表明，OnPRR7-1 和OnPRR7-2 基因和铁皮石斛和小兰屿蝴蝶兰的 PRR 基因同源性比较高。实时荧光定量 PCR 分析结果表明，OnPRR7-1和 OnPRR7-2 基因均呈现昼夜节律性表达格式，并且在正午 12 点时表达量达到峰值；在花发育和衰老过程中，OnPRR7-1 和 OnPRR7-2 基因在花瓣中的表达量均在绽口期和衰老初期达到峰值，表明其有可能在花发育的开花和花衰老的过程中发挥作用。