含CBS结构域的小麦TaCDCP1基因的克隆及其表达分析

利用电子克隆和RT-PCR技术,在本实验室前期构建的非亲和互作的SSH文库基础上,从条锈菌侵染的小麦水原11叶片中首次分离出一个含CBS结构域蛋白的基因,暂命名为TaCDCP1(Triticum aestivum CBS domain containing protein 1)。TaCDCP1包含一个完整的654 bp的开放阅读框,编码217个氨基酸。推测该基因拟编码的蛋白具有2个CBS保守结构域,不含跨膜区且无信号肽,定位在叶绿体基质内;经过同源比对,小麦TaCDCP1氨基酸序列与大麦、水稻和玉米等的同源序列的相似性较高;该基因表达量在小麦叶中显著高于在根和茎中;在小麦与条锈菌的非亲和、亲和组合中,TaCDCP1基因均受到条锈菌诱导,分别在接种后18 h和96 h达到表达高峰,非亲和组合表达量在侵染前期(接种后18~48 h)高于亲和组合,而在侵染后期(接种后96~120 h)低于亲和组合;外源植物激素脱落酸诱导该基因上调表达,苄基腺嘌呤,乙烯,赤霉素,茉莉酸甲酯和水杨酸处理后其表达量在不同程度上受到抑制;TaCDCP1在低温和干旱条件下表达量上升,在机械伤害和高盐处理下表达量无明显差异。表明TaCDCP1可能通过脱落酸等信号途径参与小麦对条锈菌的防御反应,同时参与低温和干旱环境下的信号转导途径。这些结果对于明确CBS结构域的功能以及CBS结构域蛋白尤其是TaCDCP1在小麦与条锈菌互作中的作用奠定了基础。     

条锈菌诱导的小麦叶片cDNA文库构建及表达序列标签分析

 以小麦品种水源11和条锈菌CY31号小种为材料,用SMARTTMcDNA Library Construction Kit构建条锈菌诱导的小麦叶片cDNA文库。得到原始文库的滴度为6×10⁶pfu/mL,扩增文库滴度9×10⁹pfu/mL,重组率98%,插入片段在0.5~2.2kb。随机挑取600个克隆,测序获得594条高质量ESTs,与GenBank序列进行BLASTx分析,已知功能ESTs与植物同源比例最高,占44%;其次为真菌,占32%;有18%ESTs在GenBank中没有匹配的同源产物。蛋白功能分析表明,PIG28编码蛋白、ABC转运子、金属硫因、泛素、质膜H⁺-ATPase和氨基酸透酶等可能参与了寄主与病原菌互作过程。     

ABI3130xl全自动测序仪规模化测序的影响因素研究

【目的】提高利用ABI3130xl全自动测序仪对小麦与条锈菌互作的cDNA文库进行大规模测序的成功率,降低成本。【方法】将BigDye(BigDye(Teminator V3.1 Cycle Sequencing RR-100)分别稀释16,24和32倍设计测序的PCR反应体系,分析了EDTA溶液(125 mmol/L,pH 7.0)和醋酸钠溶液(3 mol/L,pH 5.2)以及不同模板类型等相关因素对测序结果的影响。【结果】BigDye稀释16倍的PCR反应体系的测序结果易出现染料峰,影响碱基正确读值;稀释32倍体系的测序结果中可用序列短,成功率低;稀释24倍体系测序结果的可用序列长且准确率高,为最佳反应体系。EDTA溶液和醋酸钠溶液可提高DNA纯化的质量,改善测序效果。以质粒DNA为模板测序较PCR产物直接测序效果好,通过控制模板质量可以提高测序成功率。【结论】利用优化体系共测得15 000条ESTs序列,其中有高读长序列13 080条,占87.2%,表明该优化体系简单有效,且可有效节约成本。     

基于MaxEnt模型预测苹果树腐烂病在中国的潜在地理分布

为了明确影响苹果树腐烂病发生的主要环境因子及其潜在地理区域,根据1960年至1990年30 a环境气候因子数据,利用19个生物气候因子首先建立MaxEnt模型,结果显示该模型的准确性良好,训练数据AUC值达0.884,影响MaxEnt模型最重要的影响因子是最暖季度平均温(Bio10),其对模型构建的贡献率为22.3%,其次是最冷季度降水量(Bio19)和最干月份降水量(Bio14)。随后,该模型结合以往苹果树腐烂病发生地点统计数据,对影响苹果腐烂病发生的环境因子和适生区进行预测。结果表明最冷月份最低温(Bio6)、最暖季度平均温(Bio10)和最冷季度降水量(Bio19)是影响苹果树腐烂病分布的主要环境因子。     

猕猴桃细菌性溃疡病可视化LAMP检测方法的建立与应用

为了建立能够广泛应用于田间的猕猴桃细菌性溃疡病快速检测技术,参考国外经验,设计并优化LAMP反应的检测体系,并可将检测结果可视化;同时,测试评价优化后的检测体系的灵敏性及特异性;通过采集猕猴桃不同部位的组织样品,验证优化后的检测体系的田间实际应用效果。结果表明:该方法能够特异性地检测出Psa病原菌,检测灵敏度达到100 CFU/mL。经对田间样品检测测试,表明该方法田间应用效果好。     

小麦条锈菌cDNA文库构建和表达序列标签(ESTs)分析

 小麦条锈菌(Puccinia striiformis f. sp. tritici)是全世界范围内小麦生产上的重要病原真菌, 但是对小麦条锈菌的基因组和基因功能却了解甚少。为了促进小麦条锈菌基因组学的发展和大规模基因发现, 我们以噬菌体λTrip1Ex2为载体, 采用SMART技术构建了小麦条锈菌萌发夏孢子的cDNA文库。原始文库的滴度为1.1×10⁶pfu/mL, 平均插入片段长度为750 bp。从文库中随机挑取279个cDNA克隆测序, 分析发现这些ESTs的平均GC含量为45.08%。通过聚类分析, 279个ESTs拼接成31个contigs和80 singletons。BLASTx分析表明, 47%的ESTs与GenBank中报道的功能已知或未知蛋白具有相似性。tBLASTx分析表明12个uniseqs与EST数据库中的序列具有相似性, 其中9个是来自担子菌的cDNA文库。几个EST与已知的真菌致病相关基因具有高度相似性。RT-PCR分析了几个基因在小麦条锈菌侵染过程中的表达水平。这些结果为小麦条锈菌夏孢子萌发以及侵染寄主过程中的基因表达研究奠定了很好的分子生物学基础。     

苹果树腐烂病菌小G蛋白VmRab7基因的功能分析

苹果树腐烂病菌（Valsa mali）引起的真菌病害严重制约着苹果经济产业的发展,深入研究其致病机制,对该病害的防控十分重要。初步鉴定了小G蛋白VmRab7的功能,为解析苹果树腐烂病菌的致病机理和病害防控提供理论依据。采用同源重组的方法对VmRAB7进行基因敲除,获得ΔVmrab7敲除突变体;通过菌落直径的测量,分析VmRab7对菌丝生长速率的影响;通过离体枝条和叶片接种,分析VmRab7对致病力的影响;通过透射电镜观察,分析ΔVmrab7突变体的自噬体及液泡形态。研究发现,VmRAB7基因的缺失使菌丝生长速率降低了约40%,致病力降低了约50%,突变体丧失了产孢能力;ΔVmrab7敲除突变体具有小且多的碎片化液泡,液泡中无球状的自噬体结构。因此,VmRab7调控着苹果树腐烂病菌的营养生长、产孢、致病力、液泡融合和细胞自噬过程。     

小麦过氧化物还原酶基因TaPrx的克隆与功能初步分析

 【目的】克隆TaPrx基因并对其在小麦与条锈菌互作中的功能进行初步分析。【方法】利用PCR方法结合RACE技术在cDNA文库中筛选得到TaPrx基因的全长序列并进行生物信息学分析,然后克隆至pET-32a(+),转化E.coliBL21(DE3)后用IPTG进行诱导表达。通过Real-time RT-PCR进行表达模式分析。【结果】得到TaPrx基因的全长序列688 bp,ORF489 bp,编码162个氨基酸残基,分子量17.36 kD,等电点5.32,含一个保守的半胱氨酸残基（Cys）,不含信号肽及跨膜结构域,亚细胞定位94%的可能性在细胞质。TaPrx融合蛋白分子量38 kD,最佳IPTG诱导浓度0.05 mmol?L-1,20℃诱导20 h可得到最大量的融合蛋白。Real-time RT-PCR分析表明TaPrx基因在小麦与条锈菌的亲和与非亲和互作中均受诱导表达,分别在接种后24 h、18 h达到表达高峰。【结论】获得了TaPrx基因特异性的多克隆抗体;TaPrx基因受条锈菌诱导表达,可能参与了小麦与条锈菌互作。但是否参与了小麦受条锈菌侵染后产生的ROS的清除与调节仍需进一步验证。     

ABI313Oxl全自动测序仪规模化测序的影响因素研究

[目的]提高利用ABI3130xl全自动测序仪对小麦与条锈菌互作的cDNA文库进行大规模测序的成功率,降低成本.[方法]将BigDye(BigDye(R) Tem1nator V3.1 Cycle Sequencing RR-100)分别稀释16,24和32倍设计测序的PCR反应体系,分析了EDTA溶液(125 mmol/L,pH 7.0)和醋酸钠溶液(3 mol/L,pH 5.2)以及不同模板类型等相关因素对测序结果的影响.[结果]BigDye稀释16倍的PCR反应体系的测序结果易出现染料峰,影响碱基正确读值;稀释32倍体系的测序结果中可用序列短,成功率低;稀释24倍体系测序结果的可用序列长且准确率高,为最佳反应体系.EDTA溶液和醋酸钠溶液可提高DNA纯化的质量,改善测序效果.以质粒DNA为模板测序较PCR产物直接测序效果好,通过控制模板质量可以提高测序成功率.[结论]利用优化体系共测得15 000条ESTs序列,其中有高读长序列13 080条,占87.2%,表明该优化体系简单有效,且可有效节约成本.