植物ATP结合盒（ABC）转运蛋白研究进展

ABC（ATP-binding cassette）转运蛋白家族庞大,种类繁多,包括全转运子和半转运子等2种类型。全转运子的核心单元包括2个核苷酸结构域（NBD）和2个跨膜结构域（TMD）,而半转运子只含有1个膜结构域（MSD）和1个NBD。植物ABC转运蛋白不仅参与植物体内激素、脂质、金属离子、次生代谢物和外源物质的运输,并且有利于植物与病原体间的相互作用和植物体内离子通道调控等重要的生理过程的进行,是一类重要的跨膜运输蛋白家族。HUGO系统中ABC家族分为A~H 8个亚族,模式植物基因组测序的完成极大促进了ABC转运蛋白的研究与发现,近几年已从多种植物中克隆了不同亚族的基因并研究其表达与功能,但目前的研究主要集中在ABCB,ABCC,ABCG等三大亚族。植物ABC转运蛋白各亚族的结构与功能截然不同,在不同植物中的表达部位也千差万别。综述了植物ABC转运蛋白家族的研究进展,根据ABC家族中已知的重要成员,系统阐述植物中各亚族ABC转运蛋白的结构特征、在植物中的表达及其生物学功能,并为今后可能的研究提出展望。表1参49     

植物病原丝状真菌G蛋白偶联受体的预测方法对比研究

植物病原丝状真菌G蛋白偶联受体(GPCR)在实现外界信号感知和传递过程中发挥着重要作用。基于GPCR蛋白所具有的典型7个跨膜保守结构域及非典型保守结构域,通过总结前人已报道的候选GPCR的同源比对方法,对其跨膜结构域数量预测方法及跨膜结构蛋白数据库进行对比,明确TOPCONS是目前预测GPCR跨膜结构域的较好方法。然后,选择NCBI数据库中223个不同真菌的GPCR蛋白序列通过TOPCONS和TMHMM进行对比分析,结果显示,2种软件对GPCR跨膜结构域数量的预测结果不尽相同,TOPCONS预测结果的准确度较高;进一步对上述GPCR蛋白序列的氨基酸数目进行分析,明确具有7个跨膜结构域的GPCR蛋白氨基酸数目为200～1 406个。该研究可为进一步开展植物病原丝状真菌GPCR蛋白的结构预测及其功能研究提供参考。     

蓝莓3个ZIP转运子的克隆及其生物学功能

蓝莓Vaccinium spp.的生长代谢极大程度受到金属离子平衡的影响,ZIP转运蛋白家族在调节植物体金属稳态中起着关键性作用,但目前有关蓝莓ZIP转运蛋白的相关研究较少。为探究蓝莓ZIP转运蛋白基因对铁(Fe)、锌(Zn)、镉(Cd)等金属离子的吸收转运机制,以北高丛蓝莓布里吉塔为研究材料,对蓝莓ZIP基因家族成员进行克隆,采用生物信息学方法分析得到候选基因的核苷酸序列、氨基酸序列、跨膜结构域,对比其他植物的ZIP家族基因,构建系统进化树并筛选得到高相似性的重点研究对象;通过添加金属水培蓝莓的VcZIPs基因表达量分析,探究蓝莓中ZIP转运子的生物学功能;通过转基因酵母金属耐性分析试验,验证VcZIPs异源表达时的功能。结果表明：克隆得到8个VcZIPs全长cDNA序列,其中筛选出3个转运子VcZIP4、VcZIP7、VcZIP9具有ZIP家族的典型二级结构,或为潜在的ZIP家族成员。q-RT-PCR结果表明,蓝莓叶部ZIP转运子的基因转录水平普遍受到过量金属离子的抑制;蓝莓根部的VcZIPs基因表达普遍受根际过量金属离子诱导,VcZIP4基因的表达量在缺Fe、过量Fe以及超量Cd...     

家蚕糖转运蛋白BmST1基因的克隆与序列分析

糖转运蛋白运输葡萄糖、果糖、半乳糖、木糖等透过细胞膜为机体提供能量.根据GenBank已登陆的其他物种的糖转运蛋白序列与家蚕基因组框架图和EST序列获得家蚕同源糖转运蛋白基因BmST1.基因编码区长1 392 bp(GenBank登录号:FJ373021),编码463个氨基酸,预测蛋白分子质量为51.635 kDa.序列分析显示基因有2个外显子,含有11个跨膜结构域.RT-PCR表明该基因仅在此文所检测的家蚕丝腺中表达.     

哈茨木霉几丁质合酶基因ThChsC的克隆及序列分析

 【目的】克隆哈茨木霉几丁质合酶基因全序列,并对序列进行生物信息学分析。【方法】利用多聚酶链式反应（PCR）和染色体步移技术（genome walking）克隆几丁质合酶基因全序列;应用生物信息学软件对获得的基因序列及编码的蛋白序列进行分析;通过同源建模,对蛋白质的三维结构进行预测。【结果】从哈茨木霉（Trichoderma harzianum Th-33）中扩增得到几丁质合酶基因ThChsC（GenBank登录号HQ419000）,编码区（CDS）长为2 835 bp,由4个外显子和3个内含子组成,开放阅读框（ORF）长2 688 bp,编码895个氨基酸。序列比对和同源性分析显示,该基因与串珠状赤霉（Gibberella moniliformis,ACY08039.1）和禾生刺盘孢菌（Colletotrichum graminicola,AAL23718.1）几丁质合酶基因相似性最高,分别为80%和81%;相应的氨基酸序列同源性均为80%,系统进化分析表明,ThChsC属于III型几丁质合酶亚家族。几丁质合酶ThChsC含有1个Chitin_synth_1结构域,1个Chitin_synth_1N结构域,1个Chitin_synth_2结构域,3个跨膜结构域,不含信号肽,为膜结合蛋白。对预测的三维结构分析表明,ThChsC含有糖基转移酶的保守DHD结构域。【结论】从哈茨木霉Th-33中克隆得到几丁质合酶基因ThChsC,对该基因的深入研究有助于探索哈茨木霉几丁质合成的机制。     

烟碱转运候选基因NtABCG6L生物信息学及表达特征分析

为预测前期筛选到的可能影响烟草烟碱含量的NtABCG6L基因是否具有转运烟碱功能,本研究采用生物信息学方法对NtABCG6L基因的启动子序列以及编码蛋白的理化性质和结构进行分析,利用软件对烟碱与NtABCG6L蛋白进行分子对接,并分别在烟株打顶0、7、14、21 d取根、茎、叶测定烟碱含量和NtABCG6L基因的相对表达量,以分析NtABCG6L基因表达量与烟碱转运效率的关系。结果表明,NtABCG6L基因共编码729个氨基酸;NtABCG6L蛋白分子量为81.29 kDa,理论pI值为8.97,含有ABC＿transporter-like＿ATP-bd、ABCG＿dom、ABC＿2＿trans结构域,二级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲组成,存在跨膜结构,主要定位在细胞膜上,预测NtABCG6L是一个跨膜转运蛋白。NtABCG6L蛋白与烟碱可以通过氢键结合,结合能为-2.95。 NtABCG6L基因主要在烟草根部表达,打顶14 d表达量最高,其表达量与烟碱转运系数呈显著正相关关系,初步推测NtABCG6L基因参与了烟碱的转运过程。本研究结果可为进一步采用基因编辑技术明确其功能提供依据。     

青天葵DXR基因编码蛋白的生物信息学分析

为后期青天葵DXR基因的全长克隆、功能鉴定和调控研究奠定基础,采用生物信息学方法对前期通过转录组测序获得的青天葵DXR基因编码蛋白序列进行分析。结果表明:NfDXR序列包含457个氨基酸,分子量约为49.72Ku,为亲水性、混合结构型蛋白质。NfDXR属于1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原异构酶超级家族,含有DXR功能域、2个NAPDH结合基序和2个DXR活性位点基序,不具有跨膜结构域和信号肽结构。NfDXR与其他单子叶植物DXR同源性高,其中与铁皮石斛DXR的序列相似度达90%。     

油桐ACPase基因克隆及生物信息学分析

【目的】克隆油桐酸性磷酸酶(ACPase)基因的全长序列,为进一步分析油桐ACPase的功能奠定基础。【方法】根据油桐转录组酸性磷酸酶蛋白全长序列设计引物,利用RT-PCR从油桐种子中克隆ACPase基因,对其cDNA序列、核苷酸序列的相似性、理化性质、疏水性、跨膜结构、二级结构及三级结构进行分析预测,同时进行多序列比对并构建系统树。【结果】克隆获得油桐ACPase基因,其开放阅读框为1152 bp,编码383个氨基酸残基,相对分子质量为40.94 kDa,理论pI为5.30,属可溶性不稳定蛋白。同源性和进化树的预测分析结果显示,油桐ACPase与毛果杨的ACPase蛋白同源性达84%。油桐ACPase存在磷酸酶基因家族的保守区域,ACPase编码蛋白的大部分氨基酸属于亲水性氨基酸。其蛋白二级结构主要由不规则卷曲、α-螺旋和β-折叠构成。ACPase蛋白包含1个跨膜螺旋区域,其相应氨基酸位置在136~156;包含1个疑似跨膜域,其相应氨基酸位置在255~275;每个跨膜结构域为由20个氨基酸残基组成的螺旋,同时跨膜蛋白的N端和C端位于细胞膜胞质的一侧。【结论】油桐ACPase基因的表达可能与其体内磷营养的分解利用等过程有关。     

玉米Na~+/H~+逆向转运蛋白基因ZmSOS1的克隆与鉴定

[目的]克隆玉米Na^＋／H^＋逆向转运蛋白基因,为研究此类基因在玉米非生物胁迫抗性机制中的功能奠定基础。[方法]采用电子克隆、RT—PCR、生物信息学方法,从玉米基因组中克隆1个质膜型Na^＋／H^＋逆向转运蛋白基因,并鉴定该基因编码产物的跨膜结构预测以及在盐胁迫下的表达模式等信息。[结果]利用电子克隆方法,从玉米中克隆出1个质膜型Na^＋／H^＋逆向转运蛋白基因ZmSOS1;Zm-SOS1基因的开放阅读框长3411bp,编码1136个氨基酸;序列分析表明,ZmSOS1蛋白与拟南芥和水稻同源物AtSOSl、OsSOS1的氨基酸序列一致性分别为61％和82％;RT—PCR分析表明,ZmSOS1基因的表达可以被盐胁迫诱导增强,表明其可能在玉米耐盐性上发挥功能。[结论]ZmSDS1是一个公认的质膜型Na^＋／A^＋逆向转运蛋白基因,并可能参与玉米的非生物胁迫反应。     

毛白杨木质素合成酶基因F5H克隆与生物信息学分析

克隆毛白杨阿魏酸-5-羟基化酶(F5H)基因全长序列,并通过生物信息学分析,为进一步研究F5H基因功能提供基础.利用RT-PCR方法成功从毛白杨741组培苗叶片中克隆了F5H基因,并对F5H基因的核苷酸序列及推导的氨基酸序列进行分析,包括疏水性-亲水性、氨基酸翻译后修饰、亚细胞定位、跨膜结构域、蛋白质二级三级功能结构域等进行分析预测和推断.获得的基因长度为l 686 bp,编码区1542 bp,与已公布的毛果杨F5H mRNA序列(GenBank登录号为AJ010324)的编码区相似性达97.45％,并与其他植物的该基因序列具有同源性.F5H是亲水性较强的蛋白,整条肽链有1个跨膜结构域;通过亚细胞定位表明F5H主要位于质体中,并含有磷酸化位点有19个.F5H含有丰富的二级结构,卷曲占44.44％、折叠占7.02％、螺旋占48.54％,并预测了其三维结构.分析结果显示,植物的阿魏酸-5-羟基化酶是一个具有跨膜结构域的亲水性蛋白,在内质网等分泌途径中表达.     

Cloning of first abc transporter encoding gene from Trichoderma spp. and its expression during stress and mycoparasitism

Trichoderma in its natural environment competes for nutrient uptake and is required to protect itself from adverse natural toxic compounds, such as those produced by plants and other microbes in the soil community, or synthetic toxic compounds released human activity. One of the most important metabolic pathways for drug resistance and substrate uptake, both in prokaryotes and eukaryotes, is ATP dependent. The role of ABC transporter proteins in the biology of Trichoderma is still not kno…     

3株茶藨生柱锈重寄生木霉菌的形态鉴定及ITS序列分析

[目的]探讨更为客观的木霉菌鉴定手段。[方法]在形态分类的基础上结合分子鉴定手段(rDNA-ITS序列分析),对3株茶藨生柱锈重寄生木霉菌进行分类鉴定。[结果]依据TR1的培养性状和显微特征描述,初步鉴定该菌株为深绿木霉(T.atroviride);TR2、TR3的培养性状和显微特征在一定程度上相似,依据其形态特征,初步鉴定这2个菌株为绿色木霉(T.viridePers.ex Fr.)。从Genbank中深绿木霉和绿色木霉的6个菌株与TR1、TR2T、R3所作的系统发育树可知,TR1应该归为深绿木霉,TR2和TR3属同种真菌,应该归为绿色木霉,这与形态学观察结果一致。[结论]形态特征结合ITS序列分析可作为木霉菌分类鉴定的依据。     

韩国平菇菇床上流行的木霉分离物的形态学和分子生物学分析

自韩国平菇生产地分离到26株木霉(Trichoderma),基于培养特性和菌落形态,这些菌株分为4组,鉴定为Trichoderma sp．K1、Trichoderma sp．K2、T．harizianum,和T．atroviride,其中优势种为Trichoderma sp．K2,其次是Trichoderma sp．K1和T．atroviride。K1和K2不仅在形态上与其它的组有区别,而且相互在生长温度(35℃),菌落形态,分生孢子的形态,分生孢子小梗及其分枝类型,分生孢子的形态等方面有显著差异。对这些菌的ITS、EF-1(和RPB2的序列比较显示出这2个待鉴定的种(K1和K2)不仅与早期报道的木霉种有差异,而且相互间也显著不同。同时发现,EF-1(和RPB2序列比ITS序列在木霉的系统分类上更加客观可靠。基于以上研究结果,我们认为K1和K2是木霉属中的新种,即将给予它们新的名称。     

Genetic regulation of conidiation in Trichoderma hamatun

Achieving a balance between vegetative growth and spore production is essential for successful biocontrol by fungi. Low sporulation rates in the field can result in poor establishment and survival,whereas failure of conidia to recognise hosts can lead to persistence without efficacy. Commercial biocontrol products involve bulk preparations of conidia, however considerable variability in conidiation rates exists between biocontrol agents, which can restrict choice of strain for production. The majority of studies on Trichoderma conidiation have focused on the species T. viride and T. atroviride.These species form conidia in response to blue and near-UV light and/or nutrient deprivation and conidiation proceeds in a highly co-ordinated fashion, however relatively little is known on the genetic basis of Trichoderrma conidiation. In addition, whilst photoconidiation appears to be a general response detailed studies in other Trichoderma species are absent. In this study, conidiation in the lesser known biocontrol species T. hamatum is being investigated using a combined morphological and molecular approach. In contrast to T. atroviride, conidiation in response to blue-light was weaker and variable and suggested that additional triggers may be required for the T. hamatum photoresponse. A series of comparative photoconidiation assays are currently being undertaken investigating the effect of inoculum type and abiotic factors on timing and intensity of the response.Results will be discussed in relation to the current knowledge on conidial morphogenesis in Trichoderma. In addition to these morphological assays, a selection of genes implicated in sporulation and the blue-light responses are currently being isolated and characterised from T. hamatum. Two genes, phr1 and cmp1 , which were isolated previously from T. atroviride will be used as early and late markers of gene expression during the photoresponse in T. hamatum in order to define time points for harvesting comparable stage-specific RNA from T. hamatum and T. atroviride. Using degenerate PCR putative sporulation gene orthologues have also been identified in T. hamatum.Work is currently underway to isolate genomic clones of these genes from T. hamatum and T.atroviride. Sequence and expression analysis of orthologues, including expression in response to abiotic factors will be presented and discussed in relation to the current knowledge of the molecular basis of conidiation in Trichoderma and other filamentous fungi.……     

Proteomic study of three component interactions： plant, pathogens andantagonistic fungi

The molecular factors involved in the three-way interaction between plant, pathogenic fungi and antagonistic/biocontrol fungi, such as Trichoderma, are still poorly understood, even if they represent a matter of interest for improving crop management and developing new strategies for plant diseases control. The aim of this work is to investigate the components involved in this interaction and, for this purpose, a proteomic approach was used. 2-D maps of the protein extracts from the single co…     

保护地土壤生防木霉菌种群多样性研究

采用传统的形态学特征和分子方法(ITS、TEF序列和UP-PCR)研究了蔬菜保护地土壤中木霉菌种群多样性及其影响因素.结果表明:提交genbank 11个木霉种的序列,分别为长枝木霉(Trichoderma longibrachiatum)、拟康氏木霉(Trichoderma pseudokoningii)、黄绿木霉(Trichoderma aureoviride)、棘孢木霉(Trichoderma asperellum)、深绿木霉(Trichoderma atroviride)、哈茨木霉(Trichoderma harzianum)、非钩木霉(Trichoderma inhamatum)、微孢木霉(Trichoderma minutisporum)、长孢木霉(Trichoderma longipile)和粘绿木霉(Trichoderma virens);木霉菌24个菌株经UP-PCR扩增,引物AS4、AS19、L45扩增出一条500 bp大小的木霉菌种的特征性谱带,其他谱带则为多态性谱带,多态性达93.5％;营养条件、杀菌剂及土壤因素对不同种木霉菌的影响不同,得到2株适应性较强的木霉菌株,有望成为生防菌株.     

华山松疱锈病的重寄生真菌(深绿木霉)中几丁质酶基因cDNA片段的克隆

[目的]分离深绿木霉S5003中的几丁质酶基因,为获得高抗病的转基因植株奠定基础。[方法]采用华山松疱锈病的锈孢子壁作为诱导物,诱导深绿木霉SS003中几丁质酶基因的表达,并通过lit—PER方法扩增得到几丁质酶基因片段。[结果]锈孢子壁可诱导出高活性（40．17μg／10min）的几丁质酶,PCR扩增得到了长度为834bp的特异片段,经序列测定及分析显示该片段为几丁质酶基因片段。[结论]深绿木霉SS003的几丁质酶基因片段的获得,为分离全长基因以及进一步利用该基因生产几丁质酶以及进行基因转化提供了可能。     

Genetic improvement of Trichoderma ability to induce systemic resistance

The beneficial applications of Trichoderma spp. in agriculture include not only the control of plant pathogens, but also the improvement of plant growth, micronutrient availability, and plant tolerance to abiotic stress. In addition, it has been suggested that these fungi are able to increase plant disease resistance by activating induced systemic resistance (ISR) . The mode of action of these beneficial fungi in the Trichoderma -plant-pathogen interaction are many, complex and not comple…     

华山松疱锈病的重寄生真菌(深绿木霉)中几丁质酶基因cDNA片段的克隆(英文)

[Objective] The aim of this study was to isolate chitinase gene from Trichoderma atroviride strain SS003. [Method] With the aeciospore wall of armandii pine blister rust as inducer, chitinase gene was induced to express in Trichoderma atroviride cells. The cDNA fragment of chitinase gene was cloned by RT-PCR approach. [Result] The activity of chitinase induced reached 40.17 μg/10 min; and the specific fragment amplified was 834 bp in length and proved to be the fragment of chitinase gene by sequencing and sequence analysis. [Conclusion] The result showed the feasibility of isolating the full length of chitinase gene and its transformation, and further producing chitinase.     

海藻酸钙固定木霉分生孢子高效降解敌敌畏研究

成功建立了高效降解敌敌畏的海藻酸钙交联固定木霉AMT-28分生孢子体系.与固定化的菌丝或自由悬浮的菌丝相比,固定不同浓度分生孢子小球的敌敌畏降解能力均有显著提高,其中以每100 mL海藻酸钠-硅藻土悬液固定107个分生孢子小球的效果最佳.同时,孢子固定化小球在敌敌畏降解过程中保持了较高的储存稳定性和良好的重复使用性能.因此,此项技术必将在敌敌畏水污染处理方面得到广泛的应用.