外源茉莉酸甲酯诱导的水稻叶片蛋白质差异表达分析

 以抗稻瘟病水稻近等基因系C101LAC及CO39为材料,应用差异蛋白组学技术对外源茉莉酸甲酯（MeJA）诱导8 h和12 h后的水稻叶片蛋白质差异表达变化进行了分析。采用PEG 4000预沉淀法提取水稻叶片总蛋白,经双向电泳、凝胶染色和图像分析,结果表明：与对照相比MeJA处理后的2个水稻品系中共有21个蛋白质表现为2倍以上的表达差异。其中,MeJA处理8 h后,CO39中的差异表达蛋白质点有5个,C101LAC中有8个,U5为2个品系中均新增的蛋白质点。MeJA处理12 h后,CO39中有6个差异表达蛋白质点,C101LAC中则有5个。经胶内酶解、MALDI TOF/TOF质谱分析及数据库检索,成功对21个差异表达蛋白质进行了鉴定,其中新增的蛋白质点U5被鉴定为内切β 1,3 1,4 葡聚糖酶。依据GO数据库和UniProtKB数据库提供的蛋白质注释信息,按照功能可将21个差异表达蛋白质分为8类,分别在植物抗性、氨基酸代谢、信号转导、光合作用、光呼吸、糖代谢、蛋白质合成与分解及细胞代谢等方面发挥作用。     

基于iTRAQ定量蛋白质组技术筛选‘华月’苹果斑点落叶病抗性相关蛋白

 为了探讨苹果叶片抗病相关蛋白的表达特性,进一步解析苹果叶片自身防御反应分子机制,本文以抗病苹果品种‘华月’为试材,采用iTRAQ定量蛋白质组技术分析苹果链格孢菌处理前后,苹果叶片总蛋白差异表达情况。结果表明,与无菌水处理的叶片相比,病原菌接种后的叶片共筛选到433个差异表达蛋白,聚类分析结果较好,其中257个蛋白显著上调,176个蛋白显著下调。进一步开展差异蛋白筛选及功能分析,筛选后的53个蛋白依据功能可划分为7类,分别为代谢过程相关,防御或逆境应答反应相关,蛋白质代谢过程相关,细胞分裂相关,细胞壁修饰相关,细胞过程相关及其他功能未知蛋白。代谢通路分析表明,KEGG共富集到7个结果,64个蛋白在7条通路中得到注释,且这些蛋白对这7条信号通路均具有显著影响(P<0.05)。亚细胞定位分析结果表明,共49个蛋白得到成功定位,其中35个蛋白定位于叶绿体,表明叶片细胞中大量的叶绿体蛋白参与了病原菌胁迫应答反应。其他蛋白中,7个定位于细胞质,3个定位于细胞质膜,其余4个分别定位于细胞壁、胞外、过氧化物酶体及内质网。除了防御或逆境反应相关蛋白,光合作用及其他代谢相关蛋白也参与了苹果叶片细胞的防御反应。病程相关的PR类蛋白中包括3个过氧化物酶类蛋白(PR-9)、1个类甜蛋白(PR-5)及1个MLP样蛋白(PR-10),过敏反应相关的MLP样蛋白在果树应答逆境胁迫的研究中的报道较少,MLP蛋白的差异表达可能也与苹果叶片的防御反应相关。本研究进一步证实了苹果叶片应答链格孢菌胁迫的抗性相关蛋白中,PR类蛋白的差异表达可能是影响苹果叶片细胞抗病反应的关键因子,研究结果为进一步解析果树抗病分子机制提供了参考。     

极端低温对稻瘟菌的筛选及其生化机制初探

 本研究利用来自我国南北稻区田间稻瘟菌菌株,对其进行了低温耐受性比较和统计分析。结果表明,南方与东北田间稻瘟菌在低温耐受性上存在明显差异：95%东北菌株可以忍受至少一周的-15℃低温处理,而相同条件下南方菌株仅有65%菌株存活。模拟东北冬季田间生境,选取10株低温敏感型菌株进行临界致死低温条件下的继代处理,发现-15℃条件下反复冻融处理55次后,其中8株低温耐受水平得到显著提高,且部分菌株的培养性状和抗药性相继发生改变。在此基础上,对抗性增强菌株的非原生质体蛋白进行双向电泳和差异蛋白质质谱分析,获得了响应低温的分泌蛋白及其指纹信息。本研究为进一步探索温度等环境因子对稻瘟菌的致变作用奠定了基础。     

尖镰孢胁迫下黄瓜茎部蛋白质差异表达分析

为揭示尖镰孢胁迫下黄瓜茎部蛋白质差异,以黄瓜枯萎病高抗品系‘D0327’和感病品系‘649’为试验材料,分别接种2个毒力不同的尖镰孢C9和S1菌株后提取黄瓜茎部蛋白,运用双向电泳技术研究了尖镰孢侵染后茎部蛋白质组的变化。结果表明,2个尖镰孢菌胁迫下,抗感材料茎部蛋白表达发生了变化。茎部蛋白质双向电泳图谱与对照图谱进行比较分析,成功鉴定出8个差异蛋白点。强毒力菌株C9胁迫下,感病品系中鉴定出3个差异蛋白,分别是烯醇化酶及亚基、肌动蛋白和放氧增强蛋白,抗病品系中差异蛋白为烯醇化酶及亚基、磷酸丙糖异构酶和核苷酸二磷酸激酶。弱毒力菌株S1胁迫下,感病品系中差异蛋白为Csf-2蛋白,抗病品系中差异蛋白为放氧增强蛋白。这些蛋白分别参与能量代谢、光合作用和胁迫反应。     

干旱锻炼对南方红豆杉生长及生理指标的影响

为提高珍贵濒危树种红豆杉对逆境环境的适应性,为干旱、半干旱地区高效栽培种植红豆杉提供理论依据。文中以南方红豆杉为试验材料,采用盆栽控水法模拟干旱环境设置干旱锻炼和未经干旱锻炼两种处理,以正常水分管理的南方红豆杉为对照(CK),测定南方红豆杉的生长指标、光合色素含量、过氧化物酶活性、丙二醛和可溶性糖含量,探讨干旱锻炼对南方红豆杉耐旱能力的影响。结果表明：干旱胁迫明显降低了南方红豆杉新稍生长的长度、直径;经过干旱锻炼的南方红豆杉新稍生长长度与未经干旱锻炼组相比有显著差异(P<0.05),增加了49.88%,新稍直径增加了5.26%。干旱胁迫36d,经过干旱锻炼的南方红豆杉的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和叶绿素总含量均比未经干旱锻炼处理高;经过干旱锻炼的南方红豆杉叶片中丙二醛含量显著降低;其叶片中可溶性糖和过氧化物酶活性与CK相比显著增加,与未经干旱锻炼处理相比显著降低。干旱锻炼通过调节南方红豆杉生物量、叶片光合色素含量及保护酶活性、渗透调节物质的含量来提高南方红豆杉的耐旱性。     

棉疫病菌90kD胞外蛋白激发子诱导烟草过敏性反应的研究

 就棉疫病菌90 kD胞外蛋白激发子诱导烟草过敏反应(HR)过程中细胞死亡和防卫反应酶系活性变化及病程相关蛋白PR5的诱导进行研究。结果是,以10 nmol/L激发子溶液注射处理W38烟草叶片,HR枯斑周围5 mm宽组织在UV光下呈现蓝色荧光,对处理部位进行Evans blue染色测定结果是至20 h处理部位细胞全部死亡;激发子可诱导烟草防卫反应中苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性提高;可快速诱导PR5基因的转录。上述结果表明90 kD蛋白激发子可诱发烟草的细胞死亡、苯丙烷代谢和PR基因的表达等多条信号途径。     

哈茨木霉菌(Trichoderma harzianum)和终极腐霉菌(Pythium ultimum)对玉米蛋白质组的影响(I)

 哈茨木霉(Trichoderma harzianum) T22菌株已普遍用于防治包括由终极腐霉(Pythium ultimum)引起的苗病或根腐病在内的各种病害。玉米自交系Mo17种子经T22处理后播种在接种腐霉或未接种的田间土壤内,5 d后取幼苗的根系或幼茎提取蛋白。结果表明:在接种腐霉菌的土壤内,未进行T22处理的5 d龄幼苗长势明显比对照差,而经T22处理的幼苗长势明显比对照好。T22和腐霉菌复合处理及T22单独处理对幼苗生长影响基本相同。本研究建立了蛋白质提取和双向电泳分离技术。通过双向电泳及相应的分析软件(PDQuest^TM 2-D softw are)可将不同处理的幼苗自交系蛋白进行分离。T22菌株处理的根系产生104种上游调控蛋白和164种下游调控蛋白,T22与腐霉菌复合处理可产生97种上游调控蛋白和150种下游调控蛋白,而用腐霉菌单一处理诱导的上游或下游蛋白的数量明显少于上述2个处理。T22或腐霉菌单一或复合处理的根系蛋白质组图谱与空白对照相比差异显著,它们与对照的蛋白质组图谱相似系数分别为0.72、0.51和0.49;T22与腐霉菌分别处理的蛋白质组图谱间也相差明显,两者的相似系数仅为0.65。进一步研究发现,T22菌体蛋白质组图谱与上述各种处理的蛋白质组图谱相似系数均很低,说明各种处理诱导后的幼苗根系蛋白质组组分主要来自植物本身,其变化主要因T22或腐霉菌的诱导所致。腐霉菌的侵染对寄主根系蛋白组图谱影响明显高于T22的作用。蛋白质组中各种蛋白质的质谱分析(M ALDI-TOF)与鉴定将另文发表。     

抗感褐飞虱水稻遗传群体差异蛋白质组分析

为明确抗感褐飞虱Nilaparvata lugens水稻遗传群体在细胞水平的生理变化差异,通过蛋白质组学法对抗褐飞虱水稻遗传群体16W19-1-1和感稻飞虱水稻遗传群体16W45水稻叶片的差异蛋白质组进行研究,采用串联质谱标签标记和液相色谱-串联质谱联用仪进行差异蛋白质谱分析,利用Mascot search results软件进行搜库以确定差异表达蛋白,应用qPCR技术对差异蛋白关联基因在抗感褐飞虱遗传群体中的表达情况进行验证分析。结果表明,从抗感褐飞虱遗传群体中共鉴定出7 625个蛋白,其中差异蛋白229个,涉及上调蛋白156个,下调蛋白73个,主要集中在代谢蛋白、氧化还原蛋白和应激蛋白,主要参与了氰胺基酸代谢、牛磺酸代谢、聚糖降解、脂肪酸链伸长等通路。最终找到9个关键蛋白,关联6种酶,分别为γ-谷氨酰基转移酶、β-葡糖苷酶、β-N-乙酰-D-氨基葡萄糖酶、谷氨酸脱羧酶、甚长链烯酰-CoA还原酶和甚长链3-氧酰辅酶,对应8个基因。表明以上6种酶与植物抗虫性关系密切,可能在上述水稻品系抗褐飞虱中起着重要作用。     

河南省杨树新生黄叶病害的差异蛋白质组学分析

 采用双向电泳和MALDI-TOF-TOF质谱联用技术,对近年来河南省的新生黄叶病害杨树进行了差异蛋白质组学研究。经图谱分析,在叶片、韧皮部和根部分别获得了98个（61个上调,37个下调）、90个（42个上调,48个下调）和41个（19个上调,22个下调）差异蛋白点。对其中差异表达1.5倍以上的61个蛋白点进行了质谱鉴定,58个蛋白质点鉴定成功,这些蛋白点可归类于26种蛋白质。这些蛋白包括参与光合作用和与抗性相关的蛋白。研究结果有助于揭示病害的发生机理,铁蛋白的鉴定结果对病因的确定具有重要参考价值。     

玫瑰黄链霉菌Men-myco-93-63胞外分泌蛋白对黄瓜白粉病的诱导抗性初报

为了明确玫瑰黄链霉菌Men-myco-93-63胞外分泌蛋白是否可诱导对黄瓜白粉病的抗病性,通过硫酸铵沉淀的方法,从Men-myco-93-63的发酵液中分离出蛋白质粗提物,经SDS-PAGE电泳检测,蛋白质粗提物相对分子量在15~60kD范围内。该蛋白质粗提物对8种供试植物病原菌均未表现出抑制作用。但能诱导烟草的过敏反应,处理12h后,处理部位出现水渍状,24h后出现坏死斑。室内盆栽试验表明,该蛋白质粗提物可以诱导黄瓜对白粉病的抗性,诱抗效果为54.49%。     

过氧化氢诱导水稻细胞过敏反应的研究

 本文报道了过氧化氢(H₂O₂)诱导水稻细胞过敏反应(HR)的剂量和时间作用效应。由葡萄糖/葡萄糖氧化酶组成的H₂O₂发生体系能稳定持续产生H₂O₂,有效地诱导HR;然而,直接添加的H₂O₂则被水稻细胞快速降解,不能有效地诱导HR。利用添加过氧化氢酶清除H₂O₂发生体系产生的H₂O₂,控制H₂O₂对水稻细胞作用时间的方法,揭示H₂O₂诱导水稻细胞HR存在时间作用效应。此外,H₂O₂也是水稻与病原细菌不亲和互作中诱导HR的信号组分之一。     

灭多威对果蝇胚胎S2和人肝癌HepG2细胞的遗传毒性研究

灭多威对环境中非靶标生物的毒性作用广受关注。选用果蝇胚胎S2细胞和人肝癌HepG2细胞为研究对象,采用噻唑蓝(MTT)细胞活力测定、单细胞彗星电泳和磷酸化组蛋白(γH2AX)免疫荧光印迹等方法研究了灭多威的细胞毒性。结果表明:随着灭多威浓度的升高,S2和HepG2细胞活力均呈逐渐下降趋势;两种细胞均出现显著的彗星现象,且彗星尾长增加,尾部面积增大;γH2AX阳性细胞百分率逐渐增大。表明果蝇S2和人HepG2细胞DNA受损程度随着灭多威剂量的增大而加重,灭多威可诱导细胞DNA双链断裂,最终导致细胞凋亡。灭多威具有潜在的基因毒性,长时间接触会损害人类健康。     

棉铃虫ABCA2作为Cry2Ab受体的功能分析

为明确棉铃虫Helicoverpa armigera ATP结合盒转运蛋白家族A蛋白亚家族2（ATP binding cassette transporter subfamily A member 2,ABCA2）在Cry2Ab杀虫机制中的作用,利用酵母双杂交技术研究棉铃虫ABCA2与Cry2Ab的结合特性,并利用RNA干涉（dsRNA和siRNA）降低ABCA2在细胞和幼虫中的表达,结合细胞毒理学试验分析ABCA2的功能。结果表明,棉铃虫ABCA2能与Cry2Ab特异性结合;棉铃虫的ABCA2序列与美洲棉铃虫H.zea相关序列的相似度为92.86%,利用dsRNA干涉美洲棉铃虫中肠细胞ABCA2的表达能显著降低Cry2Ab对中肠细胞的毒力;利用siRNA干涉技术降低ABCA2在棉铃虫幼虫活体中的表达也显著降低了Cry2Ab对幼虫的毒力。表明棉铃虫ABCA2不仅是Cry2Ab的特异性结合蛋白,而且参与Cry2Ab的杀虫过程,是Cry2Ab的一个重要功能受体。     

4种化学物质对南瓜抗白粉菌产生过敏性反应影响的研究

研究了4种化学物质对南瓜抗白粉病产生过敏性反应的影响,结果表明H2O2+接菌处理可使南瓜叶片中过敏性细胞数量增加,且随着浓度的升高过敏性细胞数量逐渐增多,经20mmol/L H2O2 + 接菌处理的南瓜叶片,在96h时产生的过敏性细胞比对照多81个/cm2; 而活性氧清除剂过氧化氢酶、抗坏血酸和谷胱甘肽3种化学物质处理+接菌南瓜叶片后,叶片中过敏性细胞的数量显著减少,且浓度越高,过敏性细胞数量越少,2000U/mL过氧化氢酶+接菌、20mmol/L抗坏血酸+接菌和40mg/L谷胱甘肽 + 接菌处理南瓜叶片,96h时过敏性细胞数量分别比对照 + 接菌少79、95和90个/cm2; 接菌10d后,20mmol/L H2O2 + 接菌处理的南瓜叶片的病情指数比对照 + 接菌低14.1,2000U/mL过氧化氢酶 + 接菌、20mmol/L抗坏血酸 + 接菌和40mg/L谷胱甘肽 + 接菌处理的南瓜叶片的病情指数分别比对照高7.47、4.95和6.83。     

NO和H2O2提高葡萄抗霜霉病的生理作用机制

 以对霜霉病具有不同抗性的3个葡萄品种Fredonia、西拉和赤霞珠为材料,研究一氧化氮（NO）和过氧化氢（H₂O₂）在调控葡萄抵御霜霉病菌感染过程中的生理机制。结果表明：接种葡萄霜霉病菌后3个葡萄品种叶片中NO和H₂O₂含量均有猝发现象,H₂O₂猝发早于NO,抗性强的品种Fredonia的变化快而显著;外施一定浓度的NO供体硝普钠（SNP）和H₂O₂均可减缓霜霉病菌侵染过程,降低感病率和平均病情指数,并且能够不同程度地提高抗性弱的葡萄品种赤霞珠叶片的过氧化物酶（POD）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）、β-1,3-葡聚糖酶（Glu）和几丁质酶（Cht）活性,增强葡萄过敏性坏死反应;而NO和H₂O₂的清除剂2-4,4,5,5-苯-四甲基咪唑-1-氧-3-氧化物（cPTIO）和抗坏血酸（AsA）在一定程度上能够提高感病率和平均病情指数。推测NO和H₂O₂可以通过提高POD、PAL、Glu和Cht病程相关蛋白活性,进而增强葡萄对霜霉病的抗性。     

NaCl胁迫对骆驼蓬幼苗叶片多胺水平的影响

研究了NaCl胁迫对骆驼蓬幼苗叶片多胺组分、多胺氧化酶(PAO)活性及H2O2和丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明,不同浓度NaCl(0、50、100、200和400 mmol/L)胁迫8 d后骆驼蓬幼苗叶片游离态多胺含量随NaCl浓度增大明显下降,高氯酸不溶性结合态多胺下降较小,高氯酸可溶性结合态多胺无显著变化;不同形态多胺中腐胺(Put)含量随NaCl浓度提高显著降低,游离态和高氯酸可溶性结合态精胺(Spm)和亚精胺(Spd)含量先升后降,200 mmol/L NaCl时出现最大值,400 mmol/L时开始下降,但仍高于对照;高氯酸不溶性结合态Spm含量无显著变化而Spd则降低;游离态和细胞壁结合态PAO活性呈先升后降变化趋势;H2O2和MDA含量不断上升。     

Effect of tick salivary gland extract on the cytokine production by mouse epidermal cells

Previous studies have demonstrated that both tick saliva and Borrelia burgdorferi sensu lato antigens modulate the cytokine response of the host. In this paper, the effect of salivary gland extract (SGE) from Ixodes ricinus (L., 1758) ticks on cytokine production by primary cultures of mouse epidermal cells stimulated with Borrelia afzelii Canica, Nato, du Merle, Mazie, Baranton et Postic, 1993 spirochetes was analysed. Epidermal cells were derived from C3H/HeN mice, susceptible to Lyme disease, and BALB/c mice, which are resistant. In cultures from C3H/HeN mice, SGE down regulated production of tumour necrosis factor alpha (TNF-alpha) and up regulated Th2 cytokine, interleukin 4 (IL-4). Cultures from BALB/c mice produced higher basal levels of monitored cytokines, but their production was affected by SGE a different way. While Th2 cytokines IL-6 and IL-10 were down regulated, the effect on TNF-alpha and IL-4 was ambiguous. These results indicate that the effect of tick saliva on the epidermal cells of Lyme disease-susceptible C3H/HeN mice mirrors its effect on other cells of the immune system.     

烯丙异噻唑刺激稻株体内超氧自由基产生与水稻抗稻瘟病的关系

 病原菌与寄生植物相互作用是个十分复杂的过程,涉及到两者很多因子的相互作用。     

Penicillium digitatum Suppresses Production of Hydrogen Peroxide in Host Tissue During Infection of Citrus Fruit

ABSTRACT During the infection of citrus fruit by Penicillium digitatum there is little evidence of a host defense response. This suggests that P. digitatum has the ability to suppress host defenses. The current study demonstrates that P. digitatum suppresses a defense-related hydrogen peroxide (H(2)O(2)) burst in host tissue. In contrast, the nonhost pathogen, Penicillium expansum, triggers production of a significant amount of H(2)O(2) in citrus fruit exocarp. Using laser scanning confocal microscopy, we demonstrated that P. digitatum suppressed an elevation in H(2)O(2) up to 42 h after inoculation. Nevertheless, H(2)O(2) levels around wounds inoculated with P. expansum increased by 63-fold above the control. P. digitatum continued to suppress H(2)O(2) production in citrus fruit exocarp up to 66 h postinoculation and H(2)O(2) levels were actually threefold below that of noninoculated controls. In contrast, the H(2)O(2) level was still about 11-fold above the control value in wound sites inoculated with P. expansum. Studies on the effect of organic acids (as pH modulators) on the response of citrus fruit to compatible and noncompatible pathogens indicated that pathogenicity was enhanced only when host-tissue acidification was accompanied by the suppression of H(2)O(2). Additionally, pathogenicity of both P. digitatum and P. expansum on citrus fruit was significantly enhanced by the H(2)O(2)-scavenging enzyme catalase. Based on our study and previous reports regarding the potential involvement of citric acid and catalase in green mold pathogenesis, we suggest that these compounds are strongly associated with the virulence of P. digitatum.     

Early Events During Quiescent Infection Development by Colletotrichum gloeosporioides in Unripe Avocado Fruits

Inoculation of avocado pericarp tissue with Colletotrichum gloeospori-oides and treatment of avocado cell cultures with the cell wall elicitor of C. gloeosporioidesboth increased the production of reactive oxygen species (ROS). However, whereas the production of ROS could be detected within minutes in avocado cell suspensions, it was detected only after 2 h following inoculation of pericarp tissue. Protein kinase inhibitors such as K-252a and staurosporine and the phosphatase inhibitor microcystin-LR inhibited the release of H(2)O(2) from avocado cell suspensions. When 1 mM H(2)O(2) was exogenously applied to pericarp tissue, it enhanced ROS, phenyl-alanine ammonia lyase (PAL) activity, and epicatechin levels. But, when H(2)O(2) treatment was applied following staurosporine treatment, PAL activity was no longer induced. The uninduced ROS production in pericarp tissue of freshly harvested, unripe, resistant fruit was twice as high as in ripe, susceptible fruit. Challenge inoculation of resistant fruit further increased the ROS level; however, this increase did not occur in susceptible fruits. The current findings are consistent with the hypothesis that production of ROS is induced by fungal infection of unripe fruits and, consequently, may modulate resistance, resulting in the inhibition of fungal development and quiescence.