白花泡桐bZIP基因家族鉴定及其对丛枝植原体致病过程的响应

【目的】全基因组范围内鉴定白花泡桐(Paulownia fortunei)基因组中的碱性亮氨酸拉链转录因子(basic leucine zipper, bZIP)家族成员，并研究该家族基因在泡桐丛枝病发生过程中的作用。【方法】基于白花泡桐基因组图谱，利用隐马尔科夫模型、拟南芥bZIP蛋白质序列和本地BlastP程序，以E-value<0.001为阈值进行PfbZIP家族成员鉴定；使用MAGE7.0软件进行蛋白质序列比对及系统发育进化树构建，使用Tbtools软件进行基因结构及启动子顺式作用元件分析，并利用泡桐丛枝病发生前后及恢复过程中的转录组数据筛选与泡桐丛枝病发生相关的基因。【结果】鉴定到PfbZIP基因家族共有89个成员，根据系统进化分析将该家族基因分为13个亚家族；共线性分析发现该家族内发生了63次片段复制事件；顺式作用元件分析表明，PfbZIP基因家族可能响应光照、植物激素调控、生物与非生物胁迫等生物学过程。对泡桐丛枝病发生前后及恢复过程中的转录组数据分析发现，30个PfbZIP基因在发病前后显著差异表达，其中PfbZIP46基因表达在恢复过程中也有明显变化，故推测Pfb...     

泡桐WPR基因家族鉴定及其对丛枝植原体的响应

为研究WPR基因家族在泡桐丛枝病叶片黄化中的作用,在泡桐全基因组水平上,采用生物信息学方法对WPR基因家族成员进行鉴定、进化分析、染色体定位、共线性、基因结构、蛋白性质、顺式作用元件和表达量的研究.结果表明,白花泡桐基因组中共存在16个WPR基因,分布在9条染色体上,其中,12个基因具有种内共线性,9个基因与拟南芥具有...     

泡桐丛枝病相关lncRNAs的表达和调控

为揭示与泡桐丛枝病相关的长链非编码RNA(lncRNA),探讨其调控模式,利用高通量测序平台Illumina HiseqTM2000对泡桐的健康苗、丛枝病苗和利福平处理的丛枝病苗进行测序,筛选出差异表达的lncRNAs和靶基因,并对靶基因进行基因本体论(GO)功能及京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集性分析。结果表明:共鉴定出的3 237个候选lncRNAs,其中PT/PTI、PT/PTIL-100和PTI/PTIL-100中差异表达并且相同的lncRNAs有147个,靶基因富集于40个GO和119条代谢通路。通过比较分析,发现72个lncRNAs可能与泡桐丛枝病发生相关,其靶基因主要参与的KEGG代谢途径有磷脂酶D信号通路、Wnt信号通路、ABC转运、糖基磷脂酰肌醇(GPI)-锚定生物合成途径、次生代谢产物的生物合成、泛素介导的蛋白水解、玉米素生物合成、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢等。预测lncRNAs(TCONS_00009507、TCONS_00019521、TCONS_00012917、TCONS_00030963和TCONS_0002705)调控靶基因参与泡桐丛枝植原体与泡桐互作和影响细胞周期改变泡桐形态建成,为泡桐丛枝病发生机理的研究奠定基础。     

白花泡桐丛枝病发生过程中全基因组 DNA甲基化差异分析

为探究泡桐丛枝病(Paulownia witches’broom, PaWB)的表观遗传机制,以白花泡桐健康苗(PF)和丛枝病苗(PFI)为材料,采用全基因组甲基化测序(WGBS)技术对白花泡桐丛枝病发生过程中全基因组DNA甲基化进行系统研究。结果表明,白花泡桐体内的DNA甲基化主要有mCG、mCHH和mCHG 3种类型;白花泡桐被植原体侵染后,C位点发生甲基化的比率下降,且发病后CHH的甲基化比率降低而CG和CHG的甲基化比率升高。此外,DNA甲基化主要发生在CG序列;差异甲基化区域(DMR)鉴定研究中共检测到了109 334个DMR,其中白花泡桐患病后高甲基化DMR和低甲基化DMR分别有37 408个和71 926个;通过DNA甲基化和转录组的差异表达基因关联分析,找到了6个与PaWB发生相关的差异甲基化基因(DMG),功能分别涉及到植物防御反应、光合作用、植物病原互作、植物激素信号转导等生物学过程。     

玉米泛素结合酶基因家族的生物信息学及表达分析

[目的]利用生物信息学分析玉米泛素结合酶(E2)基因家族的理化性质和功能,并研究低磷处理下泛素E2基因在玉米幼苗不同组织部位的表达情况,为深入研究泛素E2基因响应低磷胁迫的分子机制提供理论参考.[方法]以MEGA 6.0邻接法(NJ)构建拟南芥、水稻和玉米E2基因家族成员的系统发育进化树,利用生物信息学方法对75个玉米E2基因进行序列分析及理化性质预测.对玉米幼苗进行低磷处理,分别在0、1、6和24 h时采集其根部和叶片样品,并分别通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测其E2亚家族XVIII成员基因即ZmUBC17、ZmUBC18、ZmUBC48、ZmUBC57和ZmUBC58在玉米幼苗不同组织中的表达情况.[结果]拟南芥、水稻和玉米的E2基因可划分为18个亚家族,各亚家族间基因功能和进化关系较相近,但含有的E2基因数量差异明显,以亚家族VI的成员最多,亚家族X、XII和XV的成员数最少,均为3个,各亚家族中均分别含拟南芥、水稻和玉米E2基因各1个.玉米E2基因的编码区序列(CDS)长度为402~2616 bp,编码133~871个氨基酸,外显子数目数量存在明显差异,以4~6个居多,最少为1个,最多为12个.86.8%的玉米E2蛋白为不稳定蛋白.玉米E2亚家族XVIII成员中,ZmUBC18、ZmUBC48、ZmUBC57和ZmUBC58蛋白UBC结构域序列具有高度相似性,但与ZmUBC17存在明显差异,且这4个基因在玉米根和叶中均有表达,基因表达模式相似,整体上在低磷处理6 h时的表达量最高;低磷处理下ZmUBC17基因在根中不同时间点的表达量变幅较小,但在叶0~24 h时的表达量呈逐渐升高的变化趋势,尤其是24 h时表达量达最高,表明ZmUBC17基因的响应部位是叶片.[结论]玉米泛素E2蛋白可能参与调控对磷元素的吸收,尤其是ZmUBC17基因具有组织表达特异性,在叶片中大量表达,推测ZmUBC17基因通过调控玉米对磷元素吸收和转运间接影响光合作用效率.     

白花泡桐和毛泡桐丛枝病发生与蛋白质表达谱变化

为深入了解泡桐丛枝病发生与蛋白质变化的关系,以白花泡桐和毛泡桐健康、患丛枝病组培幼苗以及经15mg·L~(-1)和75mg·L~(-1)硫酸二甲酯(DMS)处理的患病组培幼苗为材料,采用iTRAQ技术研究这2个品种、8种材料的蛋白质表达谱变化。结果表明,12种蛋白质与泡桐丛枝病发生密切相关,其主要定位于叶绿体(7个,58.33%)和线粒体(3个,25%),功能与光合作用、蛋白质翻译、抗逆性相关。实时荧光定量PCR验证结果显示部分蛋白质的基因在mRNA的表达水平与iTRAQ测试的蛋白质翻译水平结果一致。研究结果为深入揭示泡桐丛枝病发生机理奠定基础。     

丛枝病对白花泡桐环状RNA表达谱变化的影响

为了进一步探究泡桐丛枝病发生的分子机制,以白花泡桐健康苗及病苗为试验材料,参考白花泡桐基因组序列,利用高通量测序技术研究白花泡桐circRNAs在丛枝病发病过程中的表达情况。通过进一步分析,本研究共鉴定得到1 009个circRNAs,其中差异表达的为50个。对差异circRNAs的host gene进行GO功能分类和KEGG pathway富集分析。其中,GO功能分类结果表明,这些host gene主要涉及叶绿体、蛋白结合、细胞质方面的功能。KEGG代谢通路分析表明他们参与了Plant-pathogen interaction、Glycine,serine and threonine metabolism等代谢通路。     

硫酸二甲酯对白花泡桐丛枝病幼苗形态变化及DNA碱基序列的影响

利用巢式PCR和SSR技术研究了0,15,25,50,75,100,125,150 mg·L-1的硫酸二甲酯(DMS)对白花泡桐幼苗形态、植原体和DNA碱基序列的影响.结果表明,15 mg· L-1DMS处理3h可使丛枝病幼苗转变为形态上健康幼苗,但其幼苗内仍有丛枝病植原体的存在;25～125 mg· L-1 DMS处...     

2种泡桐的丛枝病器官体外植株再生系统的建立

以毛泡桐及白花泡桐丛枝病叶片、叶柄和茎段为外植体.建立了其体外植株再生系统.结果表明,毛泡桐丛枝病叶片、叶柄和幼嫩茎段在MS+NAA 1.1 mg·L-1+6-BA 8 mg·L-1,MS+NAA 0.1 mg·L-1+6-BA 4mg·L-1和MS+NAA 0.5 mg·L-1+6-BA 12 mg·L-1培养基上,最高芽诱导率分剐为73.88%,42.11%和25.00%;而白花泡桐的丛枝病不同器官的最适培养基分别为MS+NAA 0.3 mg·L-1+6-BA 12 mg·L-1,MS+NAA 0.9 mg·L-1+6-BA 16 mg·L-1和MS+NAA 0.7 mg·L-1+6-BA 20 mg·L-1,最高芽诱导率分别为91.11%,32.78%和13.33%.此外,1/2MS+NAA 0.5 mg·L-1和1/2MS+NAA 0.3 mg·L-1可分别作为毛泡桐和白花泡桐丛枝病幼芽根诱导的最适培养基.     

植物生长调节物质对泡桐丛枝病株幼苗形态和叶片蛋白质含量变化的影响

利用患丛枝病的豫杂一号泡桐组织培养苗,研究了植物生长调节物质对其幼苗形态和蛋白质变化的影响.结果表明,植物生长素类物质在一定程度上可以减轻豫杂一号泡桐丛枝病发病的症状,但不同种类的生长素对其减轻的程度存在一定的差异.ABA减轻效果甚微.此外,经植物生长调节物质处理的患丛枝病豫杂一号泡桐幼苗叶片蛋白质凝胶电泳中出现了在对照幼苗叶片中观察不到pI 6.3,31 kD的蛋白质(多肽).这意味着植物生长调节物质处理对患丛枝病泡桐苗木的基因表达产生了影响.     

基于iTRAQ量化蛋白质组学技术的泡桐丛枝病分析

为了探讨泡桐丛枝病相关蛋白质的表达变化情况,以白花泡桐组培苗为试验材料,采用iTRAQ技术对白花泡桐健康苗、患丛枝病苗进行了蛋白质组学分析。结果表明,在泡桐丛枝病发生过程中有1 788个蛋白质表达发生了显著变化,其中873个蛋白质的表达水平上升,915个蛋白质的表达水平下降。GO功能分析发现,差异蛋白质主要分为生物学过程、细胞组分和分子功能3个本体共49个功能组,功能主要集中在刺激响应、催化活性和生物学调控等方面。COG数据库进行比对结果表明,这些蛋白质主要参与碳水化合物的运输和代谢、翻译、转录、复制、重组和修复以及次生代谢物合成运输等生命活动。以KEGG数据库作为参考,依据代谢途径可将蛋白质定位到122个代谢途径分支,涉及次生代谢的生物合成、植物激素信号转导和植物—病原互作等。     

玉米泛素连接酶U-box基因家族的全基因组鉴定及表达分析

[目的]U-box基因家族广泛存在于植物基因组中,能够编码泛素蛋白酶体系中特异性识别底物的泛素E3连接酶,调控蛋白的修饰和降解,对玉米的生长发育及逆境胁迫应答调控中起着重要作用,因此鉴定玉米U-box基因家族成员及进行基因功能研究具有重要意义.[方法]通过玉米全基因组数据库,利用一系列生物信息学工具对玉米U-box基因...     

药用白花泡桐内生细菌的分离鉴定及抑菌活性检测

为开发新的抑菌活性物质,以湘西药用白花泡桐叶片为材料,采用组织分离法从药用白花泡桐叶片中分离内生细菌,通过对峙培养法检测内生细菌发酵液对2株病原真菌的抑菌活性,根据菌株形态、生理生化特性及16S rRNA基因序列系统发育分析对活性菌株进行鉴定.结果表明:从白花泡桐叶片中筛选出对水稻纹枯病菌(Rhizoctonia so...     

白花泡桐×兰考泡桐和毛泡桐×白花泡桐F1无性系自然接干性状遗传变异的比较研究

从树木遗传学的角度开展了白花泡桐×兰考泡桐和毛泡桐×白花泡桐F1无性系自然接干性状遗传变异的比较研究.结果表明:①白花泡桐×兰考泡桐和毛泡桐×白花泡桐F1无性系自然接干性状的遗传变异在变异系数、变异模式、自然接干类型、自然接干优劣性、变异差异性、主成分结构、主成分贡献率、相关性模型、生长杂种优势、速生性、广义遗传力、遗传增益和样木干形上都完全相同或大体相似,而没有本质性差别.②接干高性状在影响和决定白花泡桐×兰考泡桐和毛泡桐×白花泡桐F1无性系自然接干性状的总体表现和最终状况上起着重要作用,而通直度性状是泡桐自然接干性状遗传改良的关键性状.③白花泡桐×兰考泡桐,与泡桐杂交育种史上应用最多和育种成就最大的种间杂交组合:毛泡桐×白花泡桐,具有同等重要的杂交育种意义.④在泡桐的杂交育种、无性系育种、自然接干性状的遗传改良和多世代遗传改良中,必须同等对待白花泡桐×兰考泡桐和毛泡桐×白花泡桐,而纠正过去长期忽视白花泡桐×兰考泡桐的杂交育种倾向.     

抗生素对组培条件下植物技原体作用的初探

采用3种国产医用抗生素（盐酸－四环素、交沙霉素、枝原清）以不同浓度处理组培条件下的泡桐丛核病组培苗和甘薯丛枝病组培苗。结果表明：15μg／ml盐酸－四环素对泡桐丛枝病组培苗连续作用60d，病株外观基本恢复正常，再连续作用60d，症状无复发，经电镜观察未发现植物枝原体的存在。2．5μg／ml盐酸－四环素对甘薯丛枝病效果最好，对处理60d的甘薯组培前做电镜观察，未发现植物枝原体的存在。交沙霉素和技原清均对泡桐丛枝病有一定效果，但交沙霉素对泡桐丛枝病组培苗，枝原清对泡桐丛技病组培苗和甘薯丛枝病组培苗均有毒害作用。     

利福平和甲基磺酸甲酯对感染植原体毛泡桐中长链非编码RNA变化的影响

为研究与泡桐丛枝病相关的长链非编码RNAs(lncRNAs),以毛泡桐(Paulownia tomentosa)的健康苗、患丛枝病的病苗及分别用100 mg·L~(-1)的利福平和60 mg·L~(-1)甲基磺酸甲酯处理病苗得到的处理苗为试验材料,利用高通量测序技术研究病健苗及试剂处理苗中的lncRNAs及相应靶基因的表达情况。共鉴定出3 700个lncRNAs,2 219个靶基因,从中得到389个差异表达的lncRNAs和对应的203个靶基因,并对其靶基因进行了GO功能分类。通过方案设计鉴定得到3个与泡桐丛枝病相关的lncRNAs,预测其对应的靶基因分别为磷脂酶D、蛋白磷酸酶以及WNK赖氨酸缺乏蛋白激酶。采用实时定量PCR技术验证随机挑选的5个lncRNAs及其靶基因,验证结果与高通量测序结果一致。     

水稻OsRIP基因家族的全基因组鉴定及其表达分析

水稻(Oryza sativa)中RIP基因家族编码典型的E3泛素连接酶，在生长发育、逆境响应过程中发挥重要作用。利用水稻基因组数据，采用生物信息学方法鉴定了水稻中的RIP基因家族成员，鉴定到6个RIP家族基因，命名为OsRIP1～6，其编码区长度在906～1086 bp之间，分布在5条染色体上，内含子数量为2～3个。水稻中RIP基因被分为3个亚家族，每个亚家族的内含子数量、基因结构、motif基本一致。蛋白结构域分析结果表明，在水稻中，RIP家族的所有成员均含有SINA和RING结构域。共线性分析显示，水稻与玉米存在最多的共线对，与拟南芥不存在共线对。对启动子顺式作用元件分析发现，RIP基因启动子区有多个非生物胁迫响应元件、光响应元件及激素响应元件。另外，还分析RIP基因家族在不同组织器官、不同发育时期及昼夜节律的表达模式，结果表明在根、茎及花器官中表达水平较高；OsRIP6在播种后83 d表达水平最高，而其他成员在播种后48～69 d的表达处于较高水平；昼夜表达的分析结果显示，在光照后10 h该基因家族成员的表达水平较高。在ABA、JA激素和干旱胁迫、盐胁迫处理下，OsRIP1～5...     

毛泡桐与白花泡桐正反交F1无性系自然接干性状遗传变异的比较研究

本文从树木遗传学的角度进行了毛泡桐×白花泡桐和白花泡桐×毛泡桐正反交F1无性系自然接干性状遗传变异的比较研究。结果表明（1）毛泡桐×白花泡桐和白花泡桐×毛泡桐正反交F1无性系自然接干性状的遗传变异在变异系数、变异模式、自然接干类型、自然接干优劣性、变异差异性、主成分结构、主成分贡献率、生长杂种优势、速生性、广义遗传力和遗传增益上都完全相同或基本相似而无本质差别。（2）接干高性状在影响和决定毛泡桐×白花泡桐和白花泡桐×毛泡桐正反交F1无性系自然接干性状的总体表现和最终状况上起着重要作用,而通直度性状是泡桐自然接干性状遗传改良的关键性状。（3）毛泡桐×白花泡桐和白花泡桐×毛泡桐正反交具有同等重要的杂交育种意义。（4）在泡桐的杂交育种、无性系育种、自然接干性状的遗传改良和多世代遗传改良中必须同等对待毛泡桐×白花泡桐和白花泡桐×毛泡桐而纠正过去长期只重视毛泡桐×白花泡桐而忽视白花泡桐×毛泡桐的杂交育种倾向。西北林学院学报24卷     

百脉根泛素结合酶LjE2的表达及活性鉴定

为了研究泛素化作用在豆科植物共生固氮过程中的调控功能和作用机制,利用拟南芥泛素结合酶E2的序列,在百脉根基因组上鉴定得到14个编码E2(LjE2)的基因,从LjE2中克隆到11个基因并构建了融合表达载体pET-LjE2s:His。通过大肠杆菌表达系统,表达并纯化到10个LjE2:His融合蛋白。经体外泛素化及Western blot分析,在10个LjE2中有9个具有泛素结合酶活性,1个(LjE2-5)未检测到泛素结合酶活性。     

温水浸根治疗泡桐丛枝病初报

<正> 许昌是泡桐老产区,不仅大树丛枝病发病率高,而且苗圃地发病率也逐年上升,主要是采用病根育苗和栽植带病苗木所致.为了减少传病,我们于1980-1981年连续二年,将生产所用的种根进行温水浸处,对减轻泡桐苗期丛枝病的发生取得了良好效果.该试验从1980年分别在襄县颖桥公社洪村寺和邢庙两大队、襄县林科所、临颖县台陈公社王曲大队、临颖县林科所等单位进行试验.1980年采用兰考泡桐、白花泡桐经过