芒果炭疽病菌环境pH信号调控基因PalF的克隆与分析

通过本地查找胶孢炭疽病菌(Colletotrichum gloeosporioides)橡胶菌株全基因组测序数据,获得PalF基因的序列信息。利用同源克隆的方法扩增胶孢炭疽病菌芒果菌株PalF基因,获得片段大小为2 369 bp的目的基因片段。对该基因序列进行分析发现,该片段含有完整的开放式阅读框,与橡胶炭疽菌PalF基因的序列同源性达100%。用RT-PCR的方法获得PalF基因的cDNA序列,序列进行分析发现该基因全长为2 310 bp,其中含有1个大小为59 bp的内含子,推测编码769个氨基酸。对PalF基因的氨基酸序列进行推测保守结构域分析可知PalF蛋白中含有Arrestin-C保守结构域,推测该基因参与环境pH感应信号转导途径(Ambient pH-sensing signal transduetion pathway)的调控,为进一步研究该基因在环境pH感应信号转导途径中的作用奠定了基础。     

橡胶树炭疽病菌Cap20基因的克隆和序列分析

根据鳄梨胶孢炭疽菌Cap20基因序列设计引物,利用同源基因克隆法获得橡胶树胶孢炭疽菌和尖孢炭疽菌Cap20基因,同时进行核苷酸序列、氨基酸序列及聚类分析。结果表明:2种橡胶树炭疽菌的Cap20基因均含2个外显子和1个内含子,编码183个氨基酸;橡胶树胶孢炭疽菌与鳄梨胶孢炭疽菌同源性最高,其核苷酸序列同源性达90.3%,氨基酸序列同源性达98.9%;来自橡胶树的2种炭疽菌Cap20基因序列存在较大差异,其核苷酸水平同源性仅为73.8%,氨基酸水平同源性为79.8%;炭疽菌CAP20和绿僵菌MPL1蛋白结构具有42%的同源性,所含蛋白结构域相似,推测炭疽菌Cap20基因可能与绿僵菌Mpl1基因功能具有相似性。     

9种杀菌剂对柱花草胶孢炭疽病菌的室内毒力测定

采用菌丝生长速率法测定9种杀菌剂对胶孢炭疽菌的室内毒力。结果表明：咪鲜胺、丙环唑、抑霉唑和苯醚甲环唑4种药剂对柱花草炭疽病菌株CH008的抑菌效果最好,其EC50值在0.032 3～0.735 2 μg/mL,成为最具潜力的替代使用杀菌剂;戊唑醇和吡唑醚菌酯的抑菌效果也较好,其EC50值在1.381 3～3.208 8 μg/mL。     

芒果胶孢炭疽病菌对土槿皮乙酸抗性突变菌株的诱导及其生物适合度分析

土槿皮乙酸（pseudolaric acid B, PAB）是一个结构独特的天然二萜酸,前期发现该化合物对芒果胶孢炭疽菌等多种植物病原真菌具有广谱的抑菌活性,但其杀菌作用机制未知。本研究以芒果胶孢炭疽菌菌株JB-Q为供试对象,采用药剂驯化、紫外照射和钴辐射等方法诱导产生抗PAB的突变体,并分析抗性菌株的生物适合度。结果表明,仅药剂驯化法得到了18株不同抗性水平且可稳定遗传的抗PAB的胶孢炭疽菌,抗性频率为1.69×10^-7。适合度研究表明,所有供试菌株在15~35℃范围内均能生长,且在25℃时菌丝生长速率达到最大值;而不同抗性水平的突变菌株的生长速率存在一定差异,其中低抗菌株>亲本菌株>中抗菌株>高抗菌株;渗透压测试结果表明,亲本菌株对0.02% 十二烷基硫酸钠（sodium dodecyl sulfate, SDS）表现更为敏感,其抑制率高达70%;在金属离子（NaCl、KCl和CaCl₂）胁迫下,抗性突变菌株则表现更为敏感。因此,研究认为PAB不易导致胶孢炭疽菌的抗性产生,但诱导产生的抗性突变菌株的生存竞争力与敏感菌株相当。此外,交互抗性结果显示,土槿皮乙酸与吡唑醚菌酯、咪鲜胺和戊唑醇之间不存在交互抗性,但与苯并咪唑类杀菌剂多菌灵存在正交互抗性,其皮尔逊相关系数为0.7729（P<0.01）,这表明PAB可能与微管抑制剂多菌灵有相似的作用机制,但仍需开展进一步的研究验证。     

胶孢炭疽菌侵染芒果的过程及寄主的组织病理学研究

炭疽菌是一类地理分布广泛、寄主范围广泛的真菌,在作物成熟前和成熟后都能侵染植株和果实,特别对成熟的热带作物危害极大,造成果实腐烂,导致严重的经济损失并影响产品的出口质量.为探讨胶孢炭疽菌侵染芒果的过程及其与寄主的互作关系,揭示该病菌对果实和叶片的侵染方式和扩展途径,以元江本地品种'三年芒'病果上分离、筛选的强致病菌株C...     

胶孢炭疽菌致病性减弱突变菌株H800 T-DNA插入位点侧翼基因的克隆

对农杆菌介导转化引起的致病性减弱突变菌株H800的菌落形态、孢子形态、菌丝体生长速率、孢子萌发率和致病力等生物学特性进行研究,并利用TAIL-PCR方法克隆T-DNA插入位点基因,结合生物信息学分析该基因功能与H800表型变化及致病性减弱的关系。结果表明,突变菌株H800的致病力低于野生型菌株CH008;生长速率为0.83 cm/d,亦显著低于CH008的1.13 cm/d;产孢量和分生孢子大小与CH008无明显差异;孢子萌发率为2.58％,显著低于野生型的95.98％;序列分析显示,T-DNA已插入StCg800基因的启动子区域,基因结构分析表明,StCg800基因编码区全长774 bp,无内含子,可编码257个氨基酸多肽的StCg800蛋白。该蛋白是不稳定的水溶性蛋白,亚细胞定位于细胞质,且无信号肽,推测为生长因子类的酶,但功能尚未知。     

水稻WRKY转录调控因子基因功能研究进展

 WRKY转录调控因子的生物学功能涉及植物生长发育、物质代谢、抗病耐逆、氧化衰老等诸多方面。水稻全基因组测序完成后,水稻WRKY转录调控因子基因的功能研究随之逐渐开展,目前已经发现它在植物抗病、耐逆、衰老、糖代谢以及形态建成方面发挥重要作用。随着研究的深入,水稻WRKY基因的编号未能统一,很容易让人混淆,有必要进行校正。结合作者实验室的一些研究结果,对水稻WRKY基因家族的研究现状进行了综述,以期为进一步深入开展WRKY基因家族的研究提供帮助。     

芒果乙烯响应转录因子MiERF113基因的克隆及表达分析

芒果（Mangnifera indica L.）是著名的热带水果,深受消费者的喜爱。我国是世界第二大芒果生产国,其中广西为全国最大的芒果产区。芒果是典型的呼吸跃变型水果,其果实在采摘后因乙烯大量释放容易软化腐烂,导致货架期短,影响产业的发展。乙烯响应转录因子（ethylene response factor, ERF）是乙烯信号通路中的关键基因,参与果实内源乙烯合成的信号转导。为了探究ERF在芒果果实采后成熟调控的作用机制,以‘台农1号’芒果为研究对象,依据前期完成的芒果转录组数据结果,筛选并克隆得到1个ERF基因（MiERF113）,利用生物信息学方法分析MiERF113的基本理化特征、保守结构域、蛋白质结构、进化关系等;利用实时荧光定量PCR（qPCR）技术对MiERF113基因在芒果采后不同贮藏时期的特异性表达进行分析。结果表明：MiERF113基因的开放阅读框（ORF）长度为681 bp,编码227个氨基酸,预测蛋白质分子量为25.61 kDa,理论等电点（pI）为6.07,总平均亲水性为-0.883,有32个磷酸化位点,无跨膜螺旋结构,无信号肽。蛋白质结构域预测MiERF113蛋白仅含有1个保守的AP2结构域,且该结构域中第14和19位氨基酸分别为丙氨酸和天冬氨酸,符合ERF亚家族的典型结构特征。将芒果与拟南芥、猕猴桃、阿月浑子、苹果、柑橘和茶树的ERF氨基酸序列进行进化分析,发现MiERF113与阿月浑子ERF113的同源性较高,亲缘关系最近。利用qPCR检测MiERF113基因在芒果采后不同贮藏时间果皮和果肉部位的表达情况,结果显示,MiERF113基因在果皮和果肉中均有表达,且随着果实不断成熟其表达量在逐渐增加,在采后贮藏12 d时表达量达到最高。本研究为揭示MiERF113基因在芒果采后成熟过程中的调控作用提供理论依据。     

甘蔗花青素转录因子基因ScRS克隆与基因枪转化研究

花青素不仅是天然色素,而且具有保健功能。花青素转录因子基因对于调控花青素的合成具有关键作用。本研究根据玉米花青素转录因子基因RS序列设计引物,利用同源克隆技术,得到甘蔗花青素转录因子基因ScRS的全长序列;在ScRS序列两端分别添加KpnⅠ、SalⅠ酶切位点,构建植物表达载体pCAMBIA1301-35SN-ScRS,包被微粒载体通过基因枪对甘蔗愈伤组织进行轰击,转化的愈伤组织明显呈紫红色;将紫红色愈伤组织分化培养获得再生甘蔗植株,经PCR检测,获得转ScRS基因阳性植株,初步证实利用克隆的基因转化甘蔗可以使愈伤组织显色。研究结果对于建立新型的遗传转化可视化示踪体系和培育高花青素甘蔗品种具有重要意义。     

芒果尖孢炭疽病病原菌的绿色荧光蛋白基因标记

芒果炭疽病是世界性的主要病害之一,引起芒果炭疽病的病原菌有胶孢炭疽菌和尖孢炭疽菌2种。通过溶壁酶酶解菌丝体成功制备尖孢炭疽菌原生质体,用抗潮霉素基因作为选择标记,采用PEG介导的原生质体转化法,用绿色荧光蛋白表达载体(pCT74-sGFP)转化原生质体,获得表达GFP尖孢炭疽菌的转化子菌株;转化子菌株在含潮霉素平板上经多次单孢纯化后,在无选择压下连续继代培养仍能发出稳定而强烈的绿色荧光,用GFP特异性引物PCR扩增转化子菌株基因组DNA获得预期大小片段,表明gfp基因已成功导入芒果炭疽病病原菌基因组中,且稳定遗传;GFP标记菌株生长正常,致病性和野生型菌株无明显差别,这为进一步研究该病菌在自然界的生物学及侵染方式奠定了基础。     

海南芒果炭疽菌对多菌灵的抗药性测定

从海南不同地区采集芒果炭疽菌（Colletotrichum gloesporioides Penz.）进行多菌灵抗性检测。敏感性测定结果表明：7 个地区共 23 个菌株中,有 2 个地区的 5 个菌株表现出高度抗药性,在含 1 200 μg/mL 多菌灵的 PDA培养基上菌丝生长良好,EC 50 值为 520.95~746.26 μg/mL。抗性菌株对苯并咪唑类其它杀菌剂如噻菌灵和甲基托布津测定表明,苯并咪唑类杀菌剂之间存在正交互抗药性;对咪鲜胺则表现敏感。连续无毒培养 8 代后,5 个菌株仍可在 1 200 μg/mL 多菌灵的培养基上生长,抗性水平保持不变。通过致病力及孢子萌发对抗药菌株的适合度进行测定,抗药性菌株的致病能力和孢子萌发率无明显变化,表现很高的适应能力,说明这类菌株在田间有很强的竞争力。     

橡胶树炭疽菌CsHog1基因的克隆和原核表达分析

HOG MAPK途径在植物病原真菌生长发育、致病过程和对杀菌剂敏感性等方面发挥重要功能,但在不同的病原真菌中具有一定差异。为研究Hog1蛋白在橡胶树炭疽菌(Colletotrichum siamense)中的功能和调控机制,本研究利用同源克隆法克隆获得橡胶树炭疽菌(C. siamense)的CsHog1基因,构建GST-CsHog1融合表达载体,利用SDS-PAGE和WesternBlot检测蛋白表达情况。结果表明:橡胶树炭疽菌(C.siamense)的CsHog1基因大小1383 nt,编码459个氨基酸,包含5个内含子,具有丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶催化结构域;聚类分析显示橡胶树炭疽菌的CsHog1基因编码的氨基酸序列与黄瓜炭疽菌的ClOsc1(Hog1同源基因)同源性最高。所构建的蛋白融合表达载体在供试条件下(IPTG0.3、0.5、0.8、1.0 mmol/L;温度16、25、28℃)均可较好诱导表达,GST-CsHog1融合蛋白大小约为70 ku。用GST亲和层析柱纯化获得蛋白,经Western Blot检测显示该蛋白可与GST单克隆抗体特异性结合。     

杧果炭疽病菌漆酶基因Cglac3序列特征及其在两个侵染相关基因突变体中的表达分析

本研究运用同源克隆技术克隆了杧果炭疽病菌（Colletotrichum gloeosporioides）的Cglac3漆酶基因,并采用实时荧光定量PCR分析了该基因在侵染过程、漆酶基因LAC1突变体、外切葡聚糖酶基因CgCBH1突变体中的差异表达情况。结果表明,杧果炭疽病菌漆酶Cglac3基因大小为1842 bp,含3个内含子,大小分别为56、51、58 bp。Cglac3开放读码框编码558个氨基酸,蛋白分子量为61.38 kDa,等电点（PI）为4.50。与未侵染对照0 h的表达量相比,Cglac3在6 h孢子萌发形成附着胞时表达量迅速升高,在12 h侵入寄主后达到最高,之后在菌丝扩展、叶片显症过程中出现波动,但均远高于0 h的表达量,显示Cglac3在侵染的不同阶段均发挥着重要的作用,可能是胶孢炭疽菌的重要致病因子之一。与野生型相比,Cglac3表达量在杧果炭疽病菌漆酶基因LAC1敲除突变体中下降了74%,在外切葡聚糖酶基因CgCBH1敲除突变体中下降了56%;在CgCBH1缺失敲除突变体中,LAC1的表达下降了68%,与Cglac3的表现趋势一致,说明Cglac3的表达受LAC1调控,外切葡聚糖酶基因CgCBH1也会影响Cglac3和LAC1的表达。     

芒果MiFY基因克隆和表达模式分析

FY是拟南芥自主途径中调控成花的基因,FY通过与RNA结合蛋白FLOWERING CONTROL LOCUS A (FCA)相互作用下调成花抑制基因FLOWERING LOUS C (FLC)的表达从而促进开花。目前关于FY基因如何调控芒果成花的机制尚无研究报道。通过挖掘芒果转录组数据克隆获得1个FY基因,命名为MiFY。生物信息学分析显示,MiFY基因的ORF全长为2178 bp,编码725个氨基酸,蛋白质分子量为799.59 kDa,理论等电点为8.72,氨基酸序列中含有WD40和Cytadhesin_P30两个保守结构域。基因表达模式分析显示,MiFY基因在2个芒果品种的开花期均具有较高的表达水平,而在营养生长期表达水平较低。因此推测MiFY基因可能在调节芒果成花中起着重要作用。     

芒果MiCOL6基因的克隆及其生物信息学和表达分析

CONSTANS（CO）是光周期途径的核心调控因子,其可以整合光质和生物钟输出的信号调控植物成花。在前期转录组研究的基础上,设计基因特异性引物,通过RT-PCR扩增得到芒果的1个CO基因的cDNA全长,序列长度为678 bp,根据与拟南芥CO家族基因的相似性,将其命名为MiCOL6。生物信息学分析显示,该基因编码226个氨基酸,分子量为26.88 kDa,等电点为4.85,属于亲水性的非分泌蛋白。保守结构域和进化树分析显示,该基因仅含1个CCT结构域,属于CO基因家族的第4组;二级结构分析表明,该蛋白主要以无规卷曲和α-螺旋为主;亚细胞定位预测显示该蛋白定位在细胞质膜上的概率最大;不同花发育时期表达模式分析表明,MiCOL6基因在杧果的花芽分化期表达量最高。本研究结果为进一步研究芒果MiCOL6基因在芒果中的功能提供理论基础。     

水杨酸结合超声波处理对芒果采后抗病性的影响

探讨水杨酸结合超声波处理对芒果采后炭疽病的抗病性及其相关防御酶活性的影响。以绿熟‘贵妃’芒为试验材料,用水杨酸(2 mmol/L)、超声波(40 kHz,500 W)单独处理及两者结合处理,贮藏24 h后进行损伤接种芒果炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides),并在接种后第6天测定病原菌的致病性;同时,对处理后未接种果实,每2 d取样一次,测定果肉组织中苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)、几丁质酶(CHT)和β-1,3葡聚糖酶(GLU)等相关防御酶的活性和果皮中总酚含量的变化。结果表明:水杨酸能有效抑制芒果采后炭疽病病斑的扩展,能够提高相关防御酶的活性和果皮中总酚的积累;水杨酸结合超声波处理显著提高水杨酸单独处理的作用效果,显著增强了果实抗病性,是芒果采后炭疽病防控的新技术。     

茶树炭疽菌Colletotrichum fructicola的鉴定及系统发育分析

从福建地区不同品种茶树上分离获得ZHG、WSX、WHG、FTG、ZTG、AHD、WRG、SLH等8株能侵染茶树的病原菌,采用形态学和rDNA-ITS序列分析相结合的方法对其进行鉴定。结果发现,SLH菌株为胶孢炭疽菌Colletotrichum gloeosporioides,其余7个菌株均为Colletotrichum fructicola。C. fructicola为能侵染茶树的新记录种炭疽菌,将其ITS序列与寄主分别为油茶、茉莉和番石榴等木本植物的9株炭疽菌的ITS序列进行聚类分析,结果显示,来自茶树的7个C. fructicola菌株种内存在碱基突变或缺失,且与寄主为茶树、油茶、茉莉等植物的胶孢炭疽菌C. gloeosporioides遗传距离较近。     

芒果MinMYB10基因的克隆及表达分析载体的构建

MYB（myeloblastosis）转录因子主要参与调控植物类黄酮代谢、植物生长发育等。为了研究在芒果果实中类黄酮代谢调控机制,本研究从金煌果肉中克隆得到一个MYB基因,将其命名为MinMYB10,其全长cDNA序列为1021 bp,开放阅读框为837 bp。该基因编码的蛋白有278个氨基酸残基,分子重量为31.60 ku,等电点为5.89。通过系统发育分析发现MinMYB10与拟南芥是亲缘关系较近的蛋白。本研究还构建了基因沉默载体pTRV2-MinMYB10和过表达载体 pGreenII 62-SK-MinMYB10,以期在后续研究中探明MinMYB10基因在芒果果实花青素代谢中的作用。     

芒果MiAGL80基因特征及表达模式分析

AGL80/FEM111属于Type I型MADS-box基因家族,调控拟南芥中央细胞及胚乳的发育。目前,AGL80在木本植物中鲜有研究报道。本研究从芒果转录组数据中获得并命名为MiAGL80基因。生物信息学分析表明：MiAGL80基因位于1号染色体上,ORF全长为897 bp,无内含子,编码299个氨基酸,理论等电点为4.95,蛋白质分子量为73.19 kDa,氨基酸序列中含有1个MADS_SRF_like保守结构域。系统进化树分析表明：芒果MiAGL80与阿月浑子PvAGL80最为接近,且同源性最高,氨基酸相似性为64.29%。启动子序列分析显示：芒果MiAGL80基因的启动子包含光响应元件、逆境响应元件、转录因子结合位点以及激素响应元件等,其中光响应元件相较其他元件数量较多,不仅包含光调节相关元件,还包含昼夜节律表达所必需的区域元件;激素响应元件中包括赤霉素响应元件、生长素响应元件和乙烯响应元件;逆境响应元件主要是干旱响应元件。基因表达模式分析显示：在芒果果实中,MiAGL80随着芒果果实的逐渐发育,其在果肉中的表达水平持续下降,在花后100 d的果实与成熟果中的表达水平很低;在种胚发育过程中其表达水平先上升后下降,在花后100 d的胚和成熟胚中表达水平也很低;在种胚萌发发育期,其表达水平再次升高。在成花发育不同时期的组织器官中：MiAGL80主要在叶片中表达,其表达量先降低后逐渐升高,然后再降低,在花器官发育末期达到最大值;在花芽中的表达水平也显著高于营养芽;但在茎中表达量极低,几乎不表达。说明MiAGL80在芒果果实发育、种胚发育、种子萌发以及成花调控方面发挥作用。以上研究结果为深入研究MiAGL80基因的功能提供参考。