玉米大斑病菌NAD(H)激酶蛋白的鉴定及分析

NAD(H)激酶是NADP(H)从头合成途径的关键物质,对生物体的生长、发育具有重要作用。本研究以稻瘟病菌中3个NAD(H)激酶蛋白为查询序列,搜索玉米大斑病菌蛋白质组序列库,结果发现在玉米大班病菌中均有同源序列,分别为127652、103052和163223。利用生物信息学的方法对3个基因的结构进行分析,结果表明只有163223为断裂基因,包含5个外显子和4个内含子,127652和103052为单外显子;163223和103052呈现酸性,而127652则呈现碱性;103052为稳定蛋白,而另两者为不稳定蛋白;通过高级结构分析发现这3种蛋白在N端一侧α螺旋较多,C端一侧延伸链和β转角较多,并且这3种蛋白质有2个在结构和功能上的相似的结构域。     

氮饥饿对玉米大斑病菌生长和发育的影响

以改良Fries合成培养基为基础,观测氮饥饿胁迫条件下玉米大斑病菌菌株01-11和03-22在菌落生长速度、分生孢子产生时间和数量、菌落形态和颜色等方面的变化。结果发现,在缺氮条件下,培养6 d后菌落生长停滞,颜色变淡;菌丝稀疏,老化程度加快;分生孢子出现时间提前,但产孢数量减少。研究结果说明,氮元素对玉米大斑病菌的生长和发育有非常重要的作用。     

玉米抗大斑病相关基因片段的表达研究

以玉米自交系B37Htl与玉米大斑病菌0号小种和1号小种构成非亲和性互作和亲和性互作体系,利用mRNA差异显示(DDRT-PCR)技术研究了互作过程中玉米叶片基因表达的情况.结果表明,非亲和性互作中特有的表达片段7条,较亲和性互作及对照表达明显增强的片段21条,表达明显减弱的18条.对非亲和性互作中特有的表达片段进行克隆、测序及同源性分析,发现它们与已知抗病基因没有同源性.     

两步扩增法在玉米抗大斑病相关基因片段分离中的应用

对一步扩增法和两步扩增法在DDRT-PCR中的扩增效率进行了比较,结果发现,两种方法得到的片段大小都在150~1500 bp之间,但条带数量和清晰度不同。一步扩增法得到的扩增条带为30~45 条,条带较模糊,两步扩增法得到的扩增条带为40~60条,条带清晰。一步扩增法获得102 条玉米抗大斑病差异表达条带,只有55条带中的cDNA能够成功回收并产生有效扩增,差异条带回收率为53 9%,而两步扩增法获得了148条差异条带,其中138条带都能得到有效回收和扩增,回收率达93 2%。因此,两步扩增法更有利于差异条带的回收和二次扩增。     

不同毒性玉米大斑病菌侵染对感病玉米叶片PAL活性的影响

利用从自然界中分离纯化的156株玉米大斑病菌菌株中筛选得到的强毒菌株YC和弱毒菌株01-23T分别接种感病玉米叶片,测定玉米叶片苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性的动态变化。结果表明,与不接种对照相比,接种强毒菌株YC 1~2 d时,玉米叶片PAL活性显著降低;接种3~4 d时,PAL活性略有上升但差异不显著;接种5 d时,PAL活性又显著降低。接种弱毒菌株01-23T 1~2 d时,玉米叶片PAL活性略有降低但差异不显著,接种3~5 d时,PAL活性上升但差异仍不显著。PAL是玉米抵抗玉米大斑病的一种重要防御酶,在侵染初期,只有降低玉米叶片的PAL活性玉米大斑病菌才能达到成功定殖的目的,可为明确玉米大斑病菌致病性的生化机制提供一定理论依据。     

根癌农杆菌介导的玉米大斑病菌转化条件的优化

为构建大规模的玉米大斑病菌ATMT突变体库,本研究对根癌农杆菌介导的玉米大斑病菌的转化条件进行了优化,包括共培养温度与时间、孢子萌发时间、转化受体材料、共培养介质等。结果表明:头孢噻肟钠和羧苄青霉素浓度为200/200μg/mL时可有效抑制根癌农杆菌的生长;当玉米大斑病菌分生孢子萌发24 h后,在20℃条件下与根癌农杆菌共培养48 h,共培养介质为微孔滤膜时转化效果最佳,转化效率可达到90～110个转化子/105个孢子。     

玉米大斑病菌StPEX11基因家族的鉴定及生物信息学分析

PEX11基因家族成员是参与过氧化物酶体增殖调控的关键因子。在玉米大斑病菌基因组中鉴定出2个PEX11基因,根据其相对分子质量分别命名为StPEX11-1和StPEX11-2。利用生物信息学方法,对基因结构、蛋白质的保守结构域及理化性质进行分析,预测其二级结构域。系统发育树分析发现,玉米大斑病菌的2个StPEX11基因分别属于I型和III型的PEX11亚家族。     

玉米大斑病菌分生孢子形成的影响因素及GATA转录因子家族的表达分析

【目的】玉米大斑病(northern leaf blight of corn)是由玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)引起的一种威胁玉米生产的重要叶部病害。本研究旨在确定影响玉米大斑病菌分生孢子产量的主要因素;明确GATA家族成员基因在分生孢子形成时期的表达特征,为深入解析调控病菌发育及致病的分子机制打下基础。【方法】以玉米大斑病菌野生型菌株01-23为试材,探索13种不同培养基(乳糖酪蛋白琼脂培养基、马铃薯葡萄糖琼脂培养基、玉米茎秆葡萄糖琼脂培养基、玉米茎秆琼脂培养基、玉米叶片葡萄糖琼脂培养基、玉米叶片琼脂培养基、玉米籽粒葡萄糖琼脂培养基、玉米籽粒琼脂培养基、玉米粉葡萄糖琼脂培养基、玉米粉琼脂培养基、查氏培养基、基本培养基、水琼脂培养基)、5种碳源(乳糖、葡萄糖、蔗糖、果糖、麦芽糖)、以乳糖酪蛋白琼脂培养基为基础培养基,以5 g·L~(-1)的量分别添加不同的氮源(牛肉膏、蛋白胨、NH_4Cl、KNO_3、(NH_4)_2SO_4、NH_4NO_3)、pH(4、5、6、7、8、9)、温度(15、20、25、30、35℃)及光照强度(1 500、3 000、6 000、9 000 lx)等条件对分生孢子产量的影响;进一步利用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)技术,分析病菌菌丝形成时期和分生孢子形成时期GATA家族5个成员基因的表达量。【结果】利用单因素分析法确定了影响玉米大斑病菌分生孢子产量的主要因素,发现产孢量最大的培养条件为玉米叶片葡萄糖琼脂培养基,碳源为乳糖,培养温度为25℃,pH 8,光照条件为光暗交替各12 h,光照强度为6 000 lx。另外,还发现在培养基中添加KNO_3可显著提高分生孢子产量。对GATA家族5个基因的相对表达水平分析表明,与菌丝时期相比,在分生孢子形成时期GATA2的表达量明显上调,其他基因(GATA1、GATA3、GATA4、GATA5)表达量均显著下调。【结论】利用单因素分析法确定了影响玉米大斑病菌分生孢子产量的最佳培养条件;根据GATA家族5个基因相对表达分析结果,推测GATA2可能参与了玉米大斑病菌的分生孢子形成。     

玉米大斑病菌StSLT2基因结构与表达模式分析

本研究利用生物信息学技术分析玉米大斑病菌StSLT2基因的结构特征,并利用RNA-Seq技术分析了StSLT2基因在不同发育时期的表达模式。研究发现玉米大斑病菌StSLT2基因DNA全长为5 842 bp,cDNA全长为3 105 bp,包含13个外显子和12个内含子,编码1 034个氨基酸;该蛋白包含S_TKc保守结构域,在该区域内包含1个典型的MAPK蛋白激活域(TEY);对该蛋白的系统发育分析表明,玉米大斑病菌与玉米小斑病菌(Bipolaris maydis)和白菜黑斑病菌(Alternaria brassicicola)的SLT2基因之间的进化关系最近;对其表达模式分析发现,该基因在菌丝、分生孢子、芽管、附着胞、侵入钉等5个时期均有不同水平的表达,其中在分生孢子发育时期的表达量最高,在芽管形成时期表达水平最低。以上结果表明,该基因对玉米大斑病菌分生孢子的发育有重要的调控作用。该研究不仅明确了玉米大斑病菌StSLT2的结构及其表达模式,也为揭示其功能奠定了基础。     

特异性MEK抑制剂U0126对玉米大斑病菌孢子萌发、附着胞产生和致病性的影响

 【目的】研究MAPK信号转导途径对玉米大斑病菌生长、发育和致病性的调控作用，为明确玉米大斑病菌和玉米之间互作的分子机制奠定基础，对玉米大斑病的有效防治也有重要的理论意义。【方法】利用MEK特异性抑制剂U0126处理玉米大斑病菌，观测该抑制剂对玉米大斑病菌孢子萌发、附着胞发育和致病性的影响。【结果】U0126对玉米大斑的菌落形态和生长速度没有显著影响，可以形成正常的菌丝、分生孢子，但分生孢子萌发时间晚，芽管短，分生孢子萌发百分率和附着胞产生数目下降，玉米叶片的发病时间延迟2～3 d，发病率下降30%左右。在一定浓度范围内，U0126对分生孢子萌发和附着胞产生的抑制程度随着浓度增加而上升，但随着处理时间的延长而下降。【结论】玉米大斑病菌的分生孢子萌发、附着胞产生和对感病玉米叶片的致病能力受U0126抑制的MAPK信号转导途径调节。