梨品种‘玉露香’抗火疫病蛋白质组学分析

由解淀粉欧文氏菌Erwinia amylovora引起的火疫病是一种重要的经济病害,严重影响着全球苹果和梨的生产。E. amylovora 被列为我国重要的检疫性有害生物。然而,植物抗火疫病分子机制尚不够明确。本研究鉴定了梨品种‘玉露香’对 E. amylovora 的抗性,开展了抗性相关蛋白质组学分析。嫩枝穿刺接种分析结果表明,‘玉露香’对 E. amylovora 表现出明显早期抗性。采用高通量蛋白组学分析技术,鉴定获得‘玉露香’和感病品种‘库尔勒香梨’的差异表达蛋白192个,其中包括29个抗病和防卫相关蛋白,13个氧化还原相关蛋白以及1个铜离子转运ATP酶蛋白HMA5。抑菌动态分析结果显示,2 mmol/L Cu2+完全抑制E. amylovora 的生长。本研究为进一步揭示梨火疫病抗性分子机制提供了候选基因。     

水杨酸和乙烯在烟草抗黑胫病中的作用

5mmol/L水杨酸或1g/L乙烯外源处理可诱导烟草对黑胫病的抗性，推迟植株死亡。不能积累水杨酸的转nahG基因植株和不表现乙烯应答反应的转etr1-1基因植株对黑胫病的抗性显著弱于野生型植株。组成性积累高水平水杨酸的转entC和pmsB基因植株对黑胫病的抗性明显强于野生型植株。这些结果说明水杨酸和乙烯增强烟草对黑胫病的抗性，减缓黑胫病的扩展。0．5mmol/L KCN连续浇灌植株4天或浸溃叶片2，4h均不能恢复转nahG基因植株丧失的对黑胫病的抗病性。此结果进一步支持关于KCN处理不能恢复转nahG基因植株丧失的对真菌病害抗病性的假说。     

水杨酸诱导水稻幼苗抗瘟性的生化机制

 以0.01mM水杨酸(SA)喷雾处理或稻瘟菌孢子悬浮液接种稻苗后,叶片中苯丙氨酸解氨酶(PAL)和定位于细胞不同部位的过氧化物酶(POD),特别是与细胞壁结合的POD和细胞间隙POD的活性迅速升高,但没有明显的新POD同功酶带出现。同时叶片中木质素含量迅速增加。在SA处理后的稻叶中提取到能抑制稻瘟菌分生孢子萌发、含有Momilactone A的抑菌物质,并检测到分子量分别为48、52、59、106.5KDa的碱性病程相关蛋白(PRs)。这些生化指标的时序变化与SA诱导抗瘟性的表现相吻合。对SA诱导水稻幼苗抗瘟性的可能生化机理作了归纳。     

拟南芥AGO2的亚细胞定位分析

Argonaute(AGO)是一类高度保守的蛋白,对基因沉默和植物抗病性起重要调控作用。为进一步了解AGO作用机制,今采用生物信息学技术对拟南芥AGO蛋白各成员的细胞定位进行预测,并对AtAGO2进行亚细胞定位分析。10个拟南芥AGO蛋白均不含信号肽序列,表明它们不是外泌蛋白。AtAGO1,AtAGO2,AtAGO3,AtAGO4和AtAGO9带有核定位信号,但携带的核定位信号肽序列各不相同,显示这些AGO蛋白可能定位于细胞核。通过克隆AtAGO2全长序列,构建获得与报告基因eGFP融合表达的细胞定位检测载体pCHF3-eGFP∷AtAGO2,采用农杆菌介导的方法将其瞬时表达于本氏烟(Nicotiana benthamiana)叶片中,激光共聚焦显微镜观察结果表明,AtAGO2蛋白定位于细胞质和细胞核中。茉莉酸(jasmonic acid,JA)处理诱导AtAGO2蛋白在细胞质膜及其周围"颗粒化"聚集,但抗病诱导剂苯并噻二唑(benzothiodiazole,BTH)处理不影响AtAGO2蛋白的亚细胞定位。这些结果说明AtAGO2可能通过JA途径参与植物抗病性的调控。     

ASR蛋白与植物的抗逆性研究进展

 ASR蛋白（the abscisic acid,stress,ripening protein）是生物体中广泛存在的一类与渗透调节有关的家族蛋白,植物受到逆境胁迫（如干旱、低温、盐胁迫、ABA等）后,ASR蛋白大量表达,可以减轻逆境引起的伤害。ASR蛋白在细胞中可以稳定细胞膜结构,作为分子伴侣,具有结合离子和防止氧化等作用,被认为是在胁迫过程中对植物起保护作用的物质之一。针对这些重要特性,综述了ASR蛋白分类、结构和编码基因及其表达调控方式及ASR基因表达、ASR蛋白积累与植物抗逆性的关系等方面的研究进展。     

植物系统性获得抗病性的产生机理和途径

坏死型病原物侵染或某些生化制剂诱导处理后,植株未受侵染或处理部位产生对随后病原物侵染的抗性,称为植物系统性获得抗性,ＳＡＲ具有抗性表现系统、持久、抗病对象广谱三大特点。坏死型病原物侵染或某些生化制剂处理后,植株受处理部位迅速产生系统性信号,经韧皮部传导到未侵染或处理部位,诱发ＳＡＲ基因表达。水杨酸是诱发ＳＡＲ的系统性信号之一。此外,上部非处理部位处于敏化状态,能更迅速有效地产生针对挑战接种病原物的     

适于双向电泳分析的番茄叶片总蛋白提取方法的优化

比较了三氯乙酸(TCA)、酚和十二烷基硫酸钠(SDS)3种提取方法在所获番茄叶片总蛋白产量及其在SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳分辨率等方面的区别,并对3种蛋白溶解液以及超声处理在蛋白质溶解中的作用进行了分析探讨。结果表明,TCA提取法最佳,该方法提取番茄叶片总蛋白的得率最高、所获蛋白在SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳中形成条带数目最多,最清晰;酚法次之;SDS法最差。由离液剂和去污剂组成的蛋白溶解液复溶蛋白沉淀所获蛋白产量显著高于Tris-NaCl溶解液。还原剂和两性电解质以及超声处理显著增进蛋白质的溶解,提高蛋白产量。采用TCA提取法获得蛋白沉淀,再以溶解液Ⅱ(7 mol/L尿素,2 mol/L硫尿,2%CHAPS,2%SB3-10,65 mmol/L DTT,0.2%两性电解质)溶解,结合超声助溶的方法体系可以获得高得率和高电泳分辨率的番茄叶片总蛋白样品,该方法适用于双向电泳分析等下游操作。     

番茄与叶霉菌互作的分子机理

 番茄和叶霉菌(Cladosporium fulvum Cooke)系统是研究植物和病原物互作分子机理的模式系统。4个叶霉菌无毒基因已被克隆。这些无毒基因编码含偶数个半胱氨酸的小分子量蛋白,在叶霉菌毒性菌株中的存在与否及存在方式各不相同。Avr4具有几丁质结合活性;而Avr9可能在叶霉菌氮素代谢中起调节作用。7个具有功能的番茄抗叶霉菌Cf基因已被克隆。它们与其同源基因一起以基因簇形式存在于复合基因座中,其成员称为Hcr (homologues of C. fulvum resistance gene Cf)基因。Cf蛋白定位于细胞质膜,但主体在膜外,主要结构域为富含亮氨酸重复(LRR)和跨膜结构域。LRR重复单元数目以及N端序列决定了Cf蛋白对Avr的识别特异性。Cf对Avr的识别遵守"保卫"假说。在Cf-2对Avr2的识别系统中,蛋白酶Rcr3为"被保卫"蛋白。Cf识别Avr后迅速激活下游信号传导和防卫反应,包括过敏性反应的产生和氧化迸发,以及K⁺离子通道、各类蛋白激酶、SGT1、硫氧还蛋白及磷脂酸途径的活化。温度、湿度和光照等环境条件显著影响Cf介导的过敏性反应和抗病性。不同Cf对Avr的识别机理及其下游信号传导途径有显著差别。     

一个编码推定的钙依赖磷酸酶催化亚基的番茄全长cDNA序列的克隆及其表达分析

 钙依赖磷酸酶(Calcineurin)作为Ca²⁺信号传感器中继因子对受Ca²⁺调节的生物学过程起重要调控作用。本研究克隆了一个番茄全长cDNA序列,该序列与钙依赖磷酸酶催化亚基(Calcineurin A,CNA)序列同源。推定的蛋白产物由315个氨基酸组成,明显短于非植物来源的该类蛋白。该蛋白含有钙依赖磷酸酶类金属磷酸酶中保守的催化作用活性位点基序,以及两个潜在的钙调蛋白结合位点,故暂时命名为LeCAL1(Lycopersicon esculentum calcineurin A like 1)。对CNA序列的分析结果表明,植物与非植物CNA差异明显,在系统进化树中形成距离很远的两大分支。植物CNA中,LeCAL1与拟南芥CNA同源性较高,而与水稻CNA较低。对LeCAL1在番茄中的表达分析结果显示,Cf/Avr介导的过敏性反应的产生诱导LeCAL1基因的表达,表明钙依赖磷酸酶可能在番茄抗叶霉病中起调节作用。