对植物病害相关受体-PRR的研究

先前大量的研究表明植物与病原体博弈进化的过程中,病原体配备了一系列的进攻之“矛”,而同时植物也配备了一套复杂有效的防御之“盾”,植物的免疫系统可大致分为PTI和ETI两个层面。即PAMPs或DAMPs诱导的免疫反应PTI是植物抵御病原菌的第1层反应,由病原体释放的效应子(effectors)引发的免疫反应ETI是植物的第2层防卫反应。植物所配置的各种类型的受体在植物免疫及生长发育等过程中启着重要作用。而模式识别受体(Pattern Recognition Receptor,PRR)在PTI反应中发挥重要作用,研究就PRR的结构分类,对病原的识别,信号传导,转录表达以及调控下游免疫的方面展开讨论。     

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。     

甘草PRR基因家族鉴定及表达分析

伪应答调控（PRR）蛋白作为植物生物钟中央振荡器的重要组成部分,参与植物昼夜节律的调节,在植物生长发育、逆境胁迫响应等生命活动中发挥重要作用。利用生物信息学方法鉴定了甘草PRR蛋白编码基因,并结合转录组数据分析其在盐胁迫、干旱胁迫和低磷胁迫下的表达模式。结果表明：甘草基因组中共鉴定出7个GuPRR基因;根据系统发育进化分析将甘草PRR蛋白分为3个分支。在GuPRR启动子区还发现了大量的低温、干旱、光、茉莉酸甲酯、脱落酸和水杨酸响应的顺式元件。转录组数据分析结果表明,7个GuPRR基因在不同的组织都存在表达且响应不同的非生物胁迫。这些结果为甘草PRR基因家族的研究提供了理论的基础资料,将有助于深入了解甘草PRR基因家族的功能。     

大豆疫霉菌侵染对大豆木质素含量及合成关键基因表达的影响

为探究大豆木质素含量及合成关键基因在与大豆疫霉菌互作过程中的变化趋势及相关性,利用大豆疫霉菌株P6497接种大豆品种Williams,分别于6,8,10和15 d分析了根部组织木质素含量及合成相关基因的表达。结果表明:根组织中木质素含量在疫霉菌侵染过程中积累速度显著增加;对木质素合成过程中9个合成关键基因表达模式分析表明,PAL、C4H和F5H表达水平在所选4个时间点均显著高于未接种对照;CCo AOMT在接种后第8,10和15天3个时间点的表达水平显著高于对照;4CL的表达在接种后第10和15天时比对照上调超过100倍;CAD和CCR表达水平分别在接种后8和10 d与对照存在显著差异;C3H和COMT的表达量在处理组和对照组中差异不显著。在接种样品中,C4H、4CL和CCR基因表达与木质素含量变化模式呈显著正相关。以上结果表明:大豆根部木质素积累受疫霉侵染诱导,暗示木质素参与大豆与疫霉互作过程,同时根据试验结果推测C4H、4CL和CCR是诱导木质素含量提高的关键基因。     

猪圆环病毒2型感染的猪肺泡巨噬细胞TLR2/TLR4/CD16/CD18转录水平动态变化

为了解猪圆环病毒2型(porcine circovirus type 2,PCV2)感染对仔猪的肺泡巨噬细胞(PAM)免疫功能造成的影响,试验对PCV2感染40日龄左右健康仔猪PAM模式识别受体TLR2、TLR4、CD16、CD18 mRNA的动态变化进行了研究。结果发现,在病毒感染后TLR2、TLR4、CD16 mRNA的转录水平动态变化基本相似,3、7 d高于对照组,14 d低于对照组,28 d接近对照组,且3 d时TLR4、CD16差异极显著(P<0.01),14 d仅TLR2差异显著(P<0.05);CD18 mRNA的转录水平,3 d时显著低于对照组(P<0.05),而7 d时显著高于对照组(P<0.05),28 d接近正常。以上结果表明,PCV2感染PAM后可引起PAM对异物识别吞噬功能与吞噬后信号转导功能出现紊乱,影响了PAM吞噬和清除病原微生物的能力。     

A quantitative trait locus influencing tolerance to Phytophthora root rot in the soybean cultivar ‘Conrad’

‘Conrad’, a soybean cultivar tolerant to Phytophthora root rot (PRR), and ‘OX760-6-1’, a breeding line with low tolerance to PRR, were crossed. F₂ derived recombinant inbred lines were advanced to F₆ to generate a population through single-seed descent. This population was used to identify quantitative trait loci (QTLs) influencing PRR tolerance in ‘Conrad’. A total of 99 simple sequence repeat (SSR), or microsatellite, markers that were polymorphic and clearly segregated in the F₆ mapping population were used for QTL detection. Based on the data of PRR in the field at two planting locations, Woodslee and Weaver, for the years 2000 and 2001, one putative QTL, designated as Qsatt414-596, was detected using MapMaker/QTL. Qsatt414-596 was flanked by two SSR markers from the linkage group MLG J, Satt414 and Satt596. Satt414 and Satt596 were also detected to be significantly (P < 0.005) associated with PRR using the SAS GLM procedure and were estimated to explain 13.7% and 21.5% of the total phenotypic variance, respectively.     

几丁质触发植物免疫的研究现状与展望

真菌病害是植物病害中最为严重的一种,世界上70%—80%的植物病害都是由真菌引起。几丁质是病原真菌细胞壁的重要组成成分,是一种典型的病原相关分子模式（pathogen-associated molecular pattern,PAMP）。当植物受到病原真菌入侵,位于细胞膜上的模式识别受体（pattern recognition receptor,PRR）能够直接与几丁质及其寡糖相互作用并触发植物的免疫反应。近几年,随着植物几丁质受体的成功鉴定,其与几丁质的相互作用机制以及几丁质触发植物免疫的分子机理被广泛研究,并取得了许多重要进展。为了较全面、系统地反应几丁质触发免疫研究的历史沿革、研究现状和发展趋势,笔者就植物对几丁质的识别机制、信号转导以及病原真菌对几丁质触发的免疫反应的抑制机制这3方面进行了综述,并对未来研究的发展方向进行了探讨。     

Nonhost resistance: Self-inflicted DNA damage by fungal DNase accumulation is a major factor in terminating fungal growth in the pea-Fusarium solani f.sp. phaseoli interaction

Pea endocarp tissue generates a total nonhost resistance response against inappropriate pathogens such as the bean pathogen, Fusarium solani f. sp. phaseoli (Fsph) within 6 h. An array of plant components induced include: Pisatin (a phytoalexin), defensins, PR genes and hydrolytic enzymes in the non-host resistance response. This nonhost resistance response is similar but swifter than the responses induced by the compatible true pathogen, F. solani f. sp. pisi (Fspi). It was previously noted that a DNase released by both fungi is involved in induction of these resistance responses within pea endocarp tissue. This report demonstrates the cytological damage that occurs within nuclear DNA of both compatible and incompatible fungi when in contact with pea endocarp tissue and in the presence of DNase activity. The severity of damage to the bean pathogen exceeds that of the pea pathogen and requires only 2 h of contact with the pea tissue to develop. This accumulation of DNA damage is proposed to be the ultimate termination factor in this and other non-host resistance reactions. An updated DNase signaling scheme of the nonhost resistance of pea is presented.     

甘露糖受体结构、功能、表达和应用研究的新进展

甘露糖受体是先天免疫系统中重要的模式识别受体和内吞受体,主要存在于巨噬细胞和树突状细胞的细胞膜表面,在维持内稳态、识别病原、诱导细胞因子、抗原递呈等过程中发挥重要作用。有关甘露糖受体靶向药物与分子疫苗的研究不断深入,显示出良好的应用前景。斑马鱼（Danio rerio）、尼罗罗非鱼（Oreochromis niloti-cus）、舌齿鲈（Dicentrarchus labrax）、斑点叉尾鮰（Ictalurus punctatus）的基因组中都预测有甘露糖受体基因。笔者首次克隆到团头鲂（Megalobrama amblycephala）甘露糖受体基因全长序列（JQ345719）和草鱼（Ctenopharyn-godon idellus）甘露糖受体基因部分序列（JX391027）。开展鱼类甘露糖受体的研究对深入了解养殖鱼类生理机能与抗感染免疫机制,开发鱼类甘露糖受体靶向新药和分子疫苗具有重要意义。