水稻叶片质膜的纯化及质膜蛋白质双向电泳分析

采用双水相分配法和离心法对水稻叶片的细胞质膜进行了纯化.选用聚合物Dextran T 500/PEG 3350质量分数分别为6.1%、6.2%、6.3%、6.4%、6.5%的双水相体系,对3次分配后的细胞质膜纯化效果进行了研究,并进行了细胞质膜标志酶H+-ATPase的活性测定、柠檬酸铅-醋酸铀双染色及电镜检测.结果表明:聚合物质量分数为6.3%的双水相体系可以获得高纯度的质膜微囊,且随分配次数的增加,可以有效减少其他内膜的污染,其质膜标志酶VO34--ATPase的相对活性高达93.5%.粗质膜经过3次两相分配后的蛋白质产率为2.73%.非离子型去垢剂Brij 58对质膜H+-ATPase的活性变化影响结果表明,纯化的质膜微囊封闭性较好,主要为正向型质膜微囊.质膜蛋白质经增溶缓冲液溶解及1-D SDS-PAGE的结果表明,纯化后的质膜有效减少了特定蛋白质条带的丰度,使蛋白质条带的分布更为均匀.双向电泳结果表明,纯化后的质膜双向电脉图谱具有低背景、高分辨率和重复性的优点,为进一步的水稻质膜蛋白质组研究提供了可靠的试验材料.     

尖孢镰刀菌甜瓜专化型基因组规模分泌蛋白的预测与分析

利用Signal P、Wo LF PSORT、TMHMM、big-PI Predictor、Target P和Secretome P等软件,对尖孢镰刀菌甜瓜专化型(Fusarium oxysporum f.sp.melonis,FOM)全基因组26 811条蛋白质氨基酸序列进行了分泌蛋白的预测分析。结果表明,FOM全基因组编码蛋白中有1 145个经典分泌蛋白,占编码蛋白总数的4.3%;有8 471个非经典分泌蛋白,占编码蛋白总数的31.6%。对经典分泌蛋白特征进行分析,发现其氨基酸长度集中在100~600个氨基酸,信号肽长度集中在17~22个氨基酸。对经典分泌蛋白的功能预测分析表明,有605个分泌蛋白获得了注释,主要涉及糖代谢、转运过程、过氧化氢代谢和生物合成等。对碳水化合物酶类(CAZymes)进行分析,结果表明有277个分泌蛋白为CAZymes,占经典分泌蛋白总数的24.2%。     

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。     

香蕉枯萎病菌1号小种分泌蛋白与效应子的预测与分析

 由尖孢镰刀菌古巴专化型1号小种(Fusarium oxysporum f. sp. cubense race 1,Foc1)引起的香蕉枯萎病是香蕉生产上的毁灭性病害之一。分泌蛋白作为一类重要致病因子,在Foc1与香蕉互作过程中起着重要作用。本文利用SignalP、WoLF PSORT、TargetP、TMHMM和big-PI Predictor等生物信息学软件,对Foc1全基因组编码的15 438条蛋白质氨基酸序列进行了分泌蛋白及效应子的预测分析。结果表明,Foc1全基因组编码蛋白中有988个经典分泌蛋白,占编码蛋白总数的6.40%。蛋白特征分析表明,其氨基酸长度主要集中在101~500个氨基酸(占总数的71.26%),信号肽长度集中在17~20个氨基酸(占61.94%),信号肽切割位点以SPaseⅠ型为主(占92.91%)。碳水化合物酶类(CAZymes)分析表明,有281个分泌蛋白属于CAZymes,其中以糖苷水解酶家族最多。对细胞壁降解酶类分析表明,有27个分泌蛋白属于纤维素降解酶类,73个属于果胶降解酶类,42个属于木聚糖降解酶类。以氨基酸长度≤400和半胱氨酸残基数≥4为筛选条件,发现Foc1经典分泌蛋白中有378个候选效应子。qRT-PCR分析表明,7个候选效应子均在香蕉组织提取物诱导后获得上调表达,从实验角度证实了其为真正的效应子。     

外源水杨酸诱导水稻相关防御酶活性及内源水杨酸含量的变化

采用0.1mmol/L的水杨酸(salicylicacid,SA)喷雾处理抗稻瘟病近等基因系水稻CO39和C101LAC。结果表明:脂氧合酶(LOX)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)和过氧化物酶(POD)活性在不同亲和性互作水稻中均在早期上升,与亲和性互作水稻CO39相比,高度非亲和性互作水稻C101LAC3种酶的诱导活性增加明显、速度快;过氧化氢酶(CAT)的诱导活性则在不同亲和性互作水稻中均下降。对病程相关蛋白(PR蛋白)β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶的测定结果表明,高度非亲和性互作水稻2种酶诱导活性的出现高峰期和强度也明显要早且高于亲和性互作水稻。对内源水杨酸的测定结果表明,不同亲和性互作水稻的SA含量均没有明显的变化,表明外源SA诱导的水稻抗病性可能与内源SA信号通路无关。     

稻瘟菌二肽基肽酶V基因DppV的功能分析

为明确二肽基肽酶V（dipeptidyl-peptidase V,DppV）在稻瘟菌Magnaporthe oryzae中的生物学功能,采用在线软件对稻瘟菌DppV进行生物信息学分析,利用实时荧光定量PCR（quantitativereal-time PCR,qRT-PCR）技术分析其在稻瘟菌分生孢子不同萌发时间的表达量,通过基因敲除和功能回补、致病力测定等方法对其功能进行分析。结果表明,稻瘟菌DppV蛋白含有信号肽,定位于胞外,不含跨膜结构域,没有GPI锚定位点,为经典分泌蛋白,含DAP2结构域;其与小麦顶囊壳Gaeumannomyces tritici、早熟禾巨座壳Magnaporthiopsis poae、新烟曲霉Aspergillus novofumigatus和巴斯德伊蒙菌Emergomyces pasteurianus蛋白序列的相似度较高,分别为68.92%、68.41%、51.09%和49.96%;在稻瘟菌分生孢子萌发早期DppV基因均有表达,但当萌发时间为24 h时,其相对表达量最高,为5.61;稻瘟菌DppV基因敲除突变体菌株的菌落生长速度明显下降,产孢量（8.18×10⁴个/cm²）和4个产孢相关基因MoHox2、MoCon8、MoSec22和MoCos1的相对表达量显著降低,分生孢子萌发率（56.21%）明显下降,对SDS、NaCl、山梨醇和H₂O₂胁迫更加敏感,对水稻的致病力显著降低,水稻植株内真菌生物量明显减少,而稻瘟菌DppV基因回补菌株的表型、耐胁迫能力和致病力等则恢复到稻瘟菌野生型菌株的水平。表明DppV基因在稻瘟菌营养生长、产孢、致病力、对外界胁迫的应答及其在水稻体内的定殖等方面起着重要作用。     

香蕉枯萎病的发生及防控研究现状

香蕉是世界第2大水果作物,也是世界贸易量最大的水果。由尖孢镰刀菌古巴专化型(Fusarium oxysporum f. sp.cubense,Foc)引起的香蕉枯萎病是香蕉生产上最重要的病害之一,极大地限制了世界香蕉产业的健康和可持续发展。近年来国内外学者在其病害发生、病原生物学、侵染过程、病害流行、基因组测序、香蕉与Foc互作以及病害防控等方面开展了大量研究,但鲜见较为系统和全面的评述。本文就香蕉枯萎病的发生历史和危害现状、病原小种和遗传多样性以及防控方法等进行较为全面的梳理和总结,以期为该病害的研究和防控提供一定的参考。     

外源茉莉酸甲酯诱导的水稻叶片蛋白质差异表达分析

 以抗稻瘟病水稻近等基因系C101LAC及CO39为材料,应用差异蛋白组学技术对外源茉莉酸甲酯（MeJA）诱导8 h和12 h后的水稻叶片蛋白质差异表达变化进行了分析。采用PEG 4000预沉淀法提取水稻叶片总蛋白,经双向电泳、凝胶染色和图像分析,结果表明：与对照相比MeJA处理后的2个水稻品系中共有21个蛋白质表现为2倍以上的表达差异。其中,MeJA处理8 h后,CO39中的差异表达蛋白质点有5个,C101LAC中有8个,U5为2个品系中均新增的蛋白质点。MeJA处理12 h后,CO39中有6个差异表达蛋白质点,C101LAC中则有5个。经胶内酶解、MALDI TOF/TOF质谱分析及数据库检索,成功对21个差异表达蛋白质进行了鉴定,其中新增的蛋白质点U5被鉴定为内切β 1,3 1,4 葡聚糖酶。依据GO数据库和UniProtKB数据库提供的蛋白质注释信息,按照功能可将21个差异表达蛋白质分为8类,分别在植物抗性、氨基酸代谢、信号转导、光合作用、光呼吸、糖代谢、蛋白质合成与分解及细胞代谢等方面发挥作用。