稻瘟病菌附着胞发育相关信号传递研究进展

附着胞的分化、形成和成熟是稻瘟病菌成功侵入寄主的前提.稻瘟病菌识别不同的胞外信号,可通过环化腺苷酸(cAMP)信号途径、丝分裂原激活蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinase,MAPK)信号转导途径和Ca2+信号途径等不同的信号途径来调控附着胞发育.结合这些信号传递途径相关基因及其信号途径间关系的研究论述了调控稻瘟病菌附着胞分化和发育的信号传递的分子机理.     

稻瘟菌附着胞分化相关基因研究进展

由稻瘟菌[Magnaporthegrisea(Herbert)Barr,无性世代为Pyriculariagrisea(Cooke)Saccardo=PyriculariaoryzaeCavara]引起的稻瘟病是水稻最严重的真菌病害之一,每年给水稻生产带来重大的经济损失。稻瘟菌与水稻的互作符合基因对基因关系,现已被作为模式系统用于研究病原微生物-植物寄主的互作机理。稻瘟菌致病分子机制的研究不仅为病害的防治奠定理论基础,也为其它植物病原真菌的研究提供借鉴。本文对稻瘟菌侵染结构附着胞分化的相关基因研究进展进行综述。     

钙离子在介导SA 诱导白桦悬浮细胞三萜合成途径中的作用

为探讨Ca 2 + 作为信号分子在水杨酸(SA)诱导白桦悬浮细胞三萜合成中的作用,本文用SA、Ca 2 + 及Ca 2 + 阻断 剂对白桦悬浮细胞进行处理,采用紫外分光光度法和高效液相色谱法测定细胞中总三萜及其组分的积累量;同时 利用荧光定量PCR 方法检测了白桦细胞中三萜合成途径关键酶基因(FPS、SS、SE、BPW、BPY、CAS)和钙调蛋白基 因表达变化。结果显示:水杨酸可诱导白桦悬浮细胞三萜物质(总三萜、齐墩果酸、白桦脂醇、白桦脂酸)的合成及 相关基因的上调表达,且Ca 2 + 的加入使得这种诱导效应更为显著,暗示白桦细胞中钙信号分子介导了水杨酸诱导 三萜物质的合成。而对SA 与各种Ca 2 + 阻断剂互作处理结果显示,Ca 2 + 抑制剂的加入抑制了SA 对细胞中三萜合 成的诱导效果,表明Ca 2 + 作为信号分子介导了SA 诱导白桦悬浮细胞三萜物质的合成。      

吉林省水稻主栽品种抗稻瘟病基因型鉴定

利用一套具有不同致病性的22个鉴别菌株,对我省115个水稻主栽品种采用叶片离体接种法鉴定各水稻品种的抗瘟性,鉴定结果表明:98.26%的水稻品种均能够被稻瘟菌侵染,只是有的品种被多个稻瘟菌菌株侵染,而有的是被一个或者几个稻瘟菌菌株侵染;仅有2个品种未被侵染,占整个参试品种的1.74%。22个菌株的致病能力大多控制在40%以内。     

稻瘟菌P-ATPase基因MoCTA3的克隆及表达分析

为分析P-ATPase基因与稻瘟菌致病性的相关性,从稻瘟菌中克隆了一个P-ATPase基因MoCTA3,然后对其进行了序列分析和氨基酸序列比对,并利用qRT-PCR检测了该基因在稻瘟菌侵染水稻叶片不同时期以及菌丝阶段的表达情况。结果表明该基因全长3 747 bp,含有6个外显子和5个内含子,编码1 096个氨基酸,含有7个跨膜结构域,第24～98位有一个保守的钙离子转运结构域;其编码氨基酸与朱红丛赤壳、尖孢镰刀菌、蝗绿僵菌、炭疽菌等真菌的P-ATPase氨基酸相似性分别为77%、78%、83%和79%;基因表达结果显示该基因在菌丝阶段的表达量明显高于孢子阶段和侵染阶段,且在孢子侵染水稻过程中随侵染时间延长表达量逐渐升高,72 h时达到高峰,随后降低,说明MoCTA3可能参与了稻瘟菌的侵染过程,在稻瘟菌的致病性方面具有重要作用。     

不同浓度Ca~(2+)对三角帆蚌养殖水体微生物和浮游生物的影响

研究了不同Ca2+浓度条件下,三角帆蚌养殖水体中的细菌总量、致病性肠道菌和葡萄球菌及藻类的增长情况。研究结果表明:实验水体的细菌总量增长呈现出比较完整的逻辑斯谛增长特性,Ca2+对细菌总量的增长起着调控作用,Ca2+浓度越高,对于细菌的生长抑制就越明显。对于致病性肠道菌,10mg/L组Ca2+浓度有利于增长,20mg/L和30mg/L组在后期具有明显的抑制增长的作用。葡萄球菌在20mg/L的Ca2+浓度下增长最快,30mg/L组则明显抑制葡萄球菌的生长。在10￣30mg/L的Ca2+浓度范围内,水体中藻类的增长不受Ca2+浓度控制。     

植物体内钙离子的感受器类型及功能研究

阐述了Ca2 信号的产生与特点,Ca2 的感受器CaM(钙调蛋白),CDPK(钙依赖性蛋白激酶)以及CBL(钙调磷酸酶B类似蛋白)的结构与生理功能。     

科技短波

正我科研人员揭示稻瘟菌侵染新机制最近,中国农科院植物保护所通过分析鉴定稻瘟菌效应蛋白在水稻中靶标蛋白,揭示了稻瘟菌侵染的新机制。由稻瘟菌侵染引起的稻瘟病俗称水稻"癌症",往往造成水稻严重减产。研究证明稻瘟菌的效应蛋白AvrPiz-t可以特异性地靶标水稻的钾离子通道OsAKT1蛋白,并抑制OsAKT1     

前沿动态

<正>水稻识别稻瘟菌侵染机制水稻是我国重要的粮食作物,但稻瘟菌的危害是影响水稻高产、稳产的一个重要因素。稻瘟菌侵染水稻时可以分泌众多的蛋白到水稻质外体中。而植物对病菌的识别主要存在于两个层面,对病菌表面保守的分子特征物质(PAMP)的识别(PTI,PAMPs triggered immunity)和对致病因子(effector)的识别(ETI,Effector triggered immunity)。识别PAMPs的受体基本上都分布于植物的细胞膜上。通过对稻瘟菌分泌蛋白的分离和转基因分析,研究人员发现了一     

植物病原真菌中MAPK级联通路研究进展

尽管真菌和动植物的生活方式不同,但是它们具有很多类似的信号通路,调节各自细胞活动。在这些进化保守的信号通路中,MAPK信号通路通过蛋白磷酸化方式调控,是十分重要的信号通路。目前对很多植物病原真菌的MAPK级联激酶研究表明,MAPK级联通路涉及该类真菌的有性生殖、菌丝侵染、细胞壁完整、环境胁迫、致病毒力等方面。MAPK信号通路是一个复杂的信号网路,植物病原真菌通过某些重要基因实现不同MAPK通路之间的对话,以应答寄主对自身做出的防御反应。介绍了植物病原真菌的3条MAPK级联通路和它们之间存在的cross-talk的研究进展,并阐述了MAPK信号通路在植物病原真菌侵染和寄主防御中的重要作用。     

Extracellular and Intracellular Calcium both Involved in the Jasmonic Acid Induced Calcium Mobilization in Arabidopsis thaliana

The objective of this experiment is to evaluate the role of intracellular and extracellular Ca2＋ and calmodulin （CAM） in jasmonic acid （JA） signaling. The laser scanning microscopy was used to detect the changes of [Ca2＋]cyt of Arabidopsis thaliana leaf cells which pretreated with different types of calcium channel blocker. Moreover, the expression of VSP, one of JA response genes, was also investigated after pretreated with the above blocker and antagonist of CaM. The results showed that extracellular and intracellular calcium both involved in the JA-induced Ca2＋ mobilization, and then Ca2＋ exerted its functions through activating the CaM or CaM related proteins. The apoplast calcium influx and the calcium release from the calcium stores are both involved in the JA-induced calcium mobilization, then the JA-induced Ca2＋ transmited the JA signal through CaM or CaM related proteins, and regulated the JA responsive genes.     

铝胁迫下钙信号抑制剂对外生菌根真菌分泌草酸的影响

【目的】探讨铝胁迫条件下,外生菌根真菌分泌草酸的调控机理,为减轻树木铝害、指导抗（耐）铝菌株的筛选和保持森林健康奠定理论基础。【方法】以从强酸性森林土壤中分离获得的菌株Suillus luteus（Sl 08和Sl 14）、Boletus sp.（Bo 15）为材料,采用液体培养的方法,研究铝胁迫下外生菌根真菌的生长与草酸分泌的关系,以及钙信号抑制剂对抗铝菌株草酸分泌的影响。【结果】在培养液铝浓度为0.4 mmol•L-1时,Sl 14的生物量显著降低,Sl 08 和Bo 15在铝浓度达到1.2 mmol•L-1时,生物量才受到显著抑制。说明Sl 14对铝敏感,Sl 08 和Bo 15的抗铝性较强。同时,Sl 14的草酸分泌量很低,不随铝浓度的增加而变化;Sl 08 和Bo 15在铝浓度为0.2—0.8 mmol•L-1范围内,随铝浓度提高草酸分泌量显著增加,说明草酸分泌是外生菌根真菌拮抗铝胁迫的重要因子。无铝培养时,钙离子通道抑制剂异搏定（VP）、内膜钙通道抑制剂钌红（RR）、钙离子螯合剂乙二醇双（2-氨基乙基）四乙酸（EGTA）、钙调蛋白抑制剂三氟拉嗪（TFP）对Bo 15分泌草酸无显著影响,但VP、TFP和EGTA均不同程度地显著抑制Sl 08分泌草酸。说明在无铝时,Bo 15未启动钙参与诱导草酸分泌的信号转导,而Sl 08则启动了钙参与的信号转导。在铝胁迫条件下,钙信号抑制剂都不同程度地显著降低Sl 08和Bo 15分泌草酸。说明铝诱导下,Bo 15和 Sl 08的草酸分泌均受到钙信号转导的调控。其中,Bo 15分泌草酸对TFP敏感;而Sl 08分泌草酸对RR和TFP敏感,草酸分泌量减少最多。【结论】在铝胁迫条件下,钙信号是介导外生菌根真菌分泌草酸的信号因子。     

外源钙对盐胁迫下盐地碱蓬生长影响的初步探讨

以不同浓度的Ca2+(0、20 mmol/L)及不同浓度的NaCl(0、100、400 mmol/L)处理盐地碱蓬(Suaeda salsa)幼苗,探索盐渍条件下Ca2+对该植物在生理和分子水平上的影响。结果表明,外源Ca2+处理使盐地碱蓬幼苗鲜质量明显高于对照,Ca2+、K+浓度也高于对照;叶片液泡膜Ca2+-AT-Pase活性升高。Ca2+/H+逆向转运体(Ca2+/H+antiporter)基因的表达量不仅随外源Ca2+处理而升高,而且NaCl处理后也明显升高。以上结果说明,盐对盐地碱蓬生长的促进是依赖Ca2+的,维持盐胁迫下胞质Ca2+浓度稳态的运输体主要是液泡膜Ca2+/H+逆向转运体。     

Relationship Between Ca2+-CaM and Ethylene-Induced PG Activity in Tomato Fruit

Polygalacturonase (PG) was studied during ripening and senescence of postharvest tomatofruit at pink stage at low and normal temperature. The results showed that the PG activity increased, thendecreased during ripening and senescence of tomato. Low temperature inhibited but ethylene enhanced PGactivity. Ethylene also enhanced caimodulin content, which was dependent on Ca2+ concentration in cell.When EGTA(Ca2+ chelator), verapamil (Vp) and LaCl3 (Ca2+ channel blockers), trifluoperazine and chloro-promaize (two CaM antagonisms) were used to treat tomato fruit at green mature stage with ethylene, theycould reverse ethylene-induced increase in PG activity, but Vp, chloropromaize (CPZ), trifluoperazine(TFP) could not directly influence PG activity, which indirectly indicated that influx of Ca2+ from the ex-tracellular space including the cell wall via the Ca2+ channel localized in plasma membrane and CaM were re-quired for ethylene-induced PG activity increase and that ethylene signal transduction may be related to Ca2+- CaM messenger system.     

Retrograde signaling by Syt 4 induces presynaptic release and synapse-specific growth

The molecular pathways involved in retrograde signal transduction at synapses and the function of retrograde communication are poorly understood. Here, we demonstrate that postsynaptic calcium 2+ ion (Ca2+) influx through glutamate receptors and subsequent postsynaptic vesicle fusion trigger a robust induction of presynaptic miniature release after high-frequency stimulation at Drosophila neuromuscular junctions. An isoform of the synaptotagmin family, synaptotagmin 4 (Syt 4), serves as a postsynaptic Ca2+ sensor to release retrograde signals that stimulate enhanced presynaptic function through activation of the cyclic adenosine monophosphate (cAMP)-cAMP-dependent protein kinase pathway. Postsynaptic Ca2+ influx also stimulates local synaptic differentiation and growth through Syt 4-mediated retrograde signals in a synapse-specific manner.     

花粉萌发与花粉管生长的信号调控机制

花粉萌发与花粉管生长是植物生殖过程中的重要生理现象,它关系到植物能否正常完成受精过程.该过程涉及大量的信号通路介导,包括小G蛋白调控、磷酸肌醇信号调控及Ca2+信号通路等.这些信号通路直接或间接影响着花粉萌发与生长过程的各个方面,包括花粉管的极性生长及细胞骨架变化等.综述了不同信号通路对花粉萌发与生长过程的影响,重点关注各个信号分子的作用基础和原理,旨在更深入地展现花粉萌发全过程中信号通路调控下的胞内全景,结合现有试验结果,提供关于花粉萌发与生长的新模式.     

曲靖市烟区土壤Ca^2＋、Mg^2＋现状分析

[目的]为曲靖市烤烟生产提供科学依据。[方法]对曲靖市植烟区土壤进行大规模的采样分析,结合土壤类型、海拔等因子对土壤Ca^2＋、Mg^2＋的现状进行分析。[结果]曲靖市植烟区土壤Ca^2＋含量较丰富,全市平均值为3479．43mg／kg;Mg^2＋含量丰富,全市平均值为336．4mg／kg;Ca^2＋／Mg^2＋值60％以上大于10,局部区域高达17。土壤有效Ca^2＋含量大小顺序为：水稻土〉红壤〉紫色土〉黄壤;土壤有效Mg^2＋含量大小顺序为：紫色土〉水稻土〉黄壤〉红壤。Ca^2＋／Mg^2＋值：红壤〉水稻土〉黄壤〉紫色土。Ca^2＋/Mg^2＋含量总体随海拔高度的增加呈下降趋势,海拔1800～2000m内,土壤有效Mg^2＋最低,Ca^2＋／Mg^2＋值较高。[结论]曲靖市主要植烟区Ca^2＋／Mg^2＋值较高,所以在烤烟种植期需要在目前的基础上增加镁肥的施用量。     

Ca~(2+)信号介导川芎嗪诱导小鼠骨髓间充质干细胞向神经细胞的定向分化

用含2.4 mg.mL-1川芎嗪提取液对小鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)进行诱导,探讨川芎嗪体外诱导BMSCs分化为神经元样细胞的作用.应用EGTA(细胞外Ca2+螯合剂)、Nifedipine(L-型Ca2+通道阻断剂)和LY294002(PI3K阻断剂)等Ca2+阻断剂分别作用细胞,RT-PCR和Western blot技术研究Ca2+信号在川芎嗪诱导BMSCs分化为神经细胞过程中的作用.结果表明:川芎嗪作用不同时间的BMSCs均可见Nestin、β-Tubulin Ⅲ、NSE和Nurrl的表达;川芎嗪诱导后的细胞浆内Nestin和NSE蛋白表达呈阳性.EGTA、Nifedipine及LY294002分别阻断细胞外Ca2+、L-型Ca2+通道及PI3K后,NSE和Nurr1基因及NSE蛋白表达较川芎嗪诱导组显著上调.以上结果说明川芎嗪能使BMSCs定向分化为神经元样细胞,细胞内、外Ca2+的减少可促进川芎嗪诱导BMSCs向神经细胞的分化,Ca2+信号在川芎嗪诱导BMSCs向神经细胞定向分化过程中起负调控作用.