木贼镰孢菌D25-1全基因组序列的测定及结构分析

 木贼镰孢菌是多种植物的病原菌,也具有益生作用,功能复杂多样。本研究基于Illumina Hiseq 4000和PacBio平台对木贼镰孢菌D25-1全基因组序列进行了测定及组装,共组装出16个基因组片段,GC含量48.01%,总长40 776 005个碱基,Gap数为0。对内含子、外显子、基因长度、非编码RNA、重复序列等基因组信息均进行分类统计,外显子40 110个,总长19 787 286 bp,内含子26 281个,总长2 290 434 bp,多数基因长度为500~1 499 bp,tRNA 333个,rRNA 71个,sRNA 69个,snRNA 31个,miRNA 108个,共预测的重复序列1 713 918 bp,占基因组4.2033%。比较基因组学分析发现木贼镰孢菌组装结果较好,特有基因3 483个和共有基因1 805个,并对共有基因进行了COG分类注释。基因家族分析发现2 500多个单拷贝同源基因。构建进化树发现木贼镰孢菌和假禾谷镰孢菌的遗传距离最近,在全基因组水平上确定了其进化地位。本研究为基因表达的调控机制、基因功能演化分析、病害防控等研究提供基础的数据。     

玉米弯孢叶斑病菌全基因组分泌蛋白的预测与分析

为深入了解玉米弯孢叶斑病菌致病的分子机制,采用信号肽分析软件Signal P 4.1与PSORTb 3.0.2、跨膜螺旋结构分析软件TMHMM 2.0与THUMBUP、GPI锚定位点分析软件big-PI Predictor和亚细胞器蛋白定位分析软件Target P 1.1这6款软件综合预测该菌全基因组中10 372条蛋白序列,并对筛选出的分泌蛋白信号肽基本特征进行分析。结果表明,在玉米弯孢叶斑病菌全基因组编码蛋白中共发现804个具有典型信号肽的分泌蛋白,占全基因组蛋白总数的7.8%;编码这些蛋白的开放阅读框最小为219 bp,最大为7 113 bp,平均为1 252 bp;引导它们的信号肽长度分布在13~37 aa之间,平均为19 aa。信号肽中出现频率最高的氨基酸依次为丙氨酸、亮氨酸和丝氨酸。信号肽切割位点与根癌土壤杆菌、粗糙脉孢霉和马铃薯晚疫病菌一样,同属于A-X-A型。70个具有功能描述的分泌蛋白主要是和细胞代谢与转运、信号转导有关的酶类;还有一些降解细胞壁组分及与致病相关的酶类,可能与玉米弯孢叶斑病菌的毒性有关。     

假茄科雷尔氏菌菌株RSCM的全基因组测序及基因组比较分析

为丰富假茄科雷尔氏菌Ralstonia pseudosolanacearum基因组数据库并探索其致病机理,以前期从南瓜上分离的菌株RSCM为研究对象,采用第二代Illumina平台与第三代PacBio平台相结合的测序技术对其进行全基因组测序,利用SMRT Link、Arrow和eggNOG等软件对测序得到的原始数据进行组装、拼接和注释,并通过比较基因组方法分析其与菌株GMI1000的差异。结果表明,菌株RSCM基因组大小约为6 000 712 bp,由3 788 542 bp的环形染色体和2 212 170 bp的环形宏质粒组成,含有5 047个编码基因,其中分别有3 579、4 240、3 171个基因获得GO、COG和KEGG数据库的注释;在菌株RSCM基因组中预测到58个tRNA、4个5S rRNA、4个16S rRNA、4个23S r RNA和4个ncRNA,含有5个前噬菌体序列和35个基因组岛。ANI分析发现研究对象与菌株GMI1000的亲缘性最近,ANI值为99.0%;基因组对比分析结果显示,与菌株GMI1000相比,菌株RSCM中存在易位、倒置、易位兼倒置的基因有571个...     

甘薯杆状病毒湖南分离物基因组全序列测定及比较分析

 利用Small RNA测序技术对采自湖南的甘薯杆状病毒进行鉴定,获得与SPBV-B序列具有相似性的contigs 161个。首先设计小片段引物,PCR扩增分离出706 bp的目的片段,与SPBV-B (FJ560944)相似性为78%。分段设计引物,进行基因全序列PCR扩增。引物组合SPBV-BF1/R1、SPBV-BF2/R4和SPBV-BF5/R5分别扩增出3 150、2 900和3 500 bp目的条带。序列拼接获得2个SPBV-B基因组全序列,大小分别为7 894 bp(MK052980)和7 981 bp(MK052981),包含完整编码阅读框。进化分析表明MK052980和MK052981与SPPV聚为同一分支,与SPPV相似性分别为81%和83%,与SPBV-B相似性分别为86%和94%。MK052980和MK052981具有89.5%的相似性。经编码阅读框氨基酸序列比对,MK052980序列的ORF3a氨基酸序列存在变异。这是国内首次报道SPBV-B全基因序列。     

甘薯杆状病毒湖南分离物基因组全序列测定及比较分析

 利用Small RNA测序技术对采自湖南的甘薯杆状病毒进行鉴定,获得与SPBV-B序列具有相似性的contigs 161个。首先设计小片段引物,PCR扩增分离出706 bp的目的片段,与SPBV-B (FJ560944)相似性为78%。分段设计引物,进行基因全序列PCR扩增。引物组合SPBV-BF1/R1、SPBV-BF2/R4和SPBV-BF5/R5分别扩增出3 150、2 900和3 500 bp目的条带。序列拼接获得2个SPBV-B基因组全序列,大小分别为7 894 bp(MK052980)和7 981 bp(MK052981),包含完整编码阅读框。进化分析表明MK052980和MK052981与SPPV聚为同一分支,与SPPV相似性分别为81%和83%,与SPBV-B相似性分别为86%和94%。MK052980和MK052981具有89.5%的相似性。经编码阅读框氨基酸序列比对,MK052980序列的ORF3a氨基酸序列存在变异。这是国内首次报道SPBV-B全基因序列。     

侵染中国河北大豆的大豆花叶病毒的鉴定和全基因组序列分析

本研究利用小RNA深度测序技术在河北卢龙大豆叶片上检测到6株大豆花叶病毒(soybean mosaic virus, SMV), 命名为SMV-Gm1~SMV-Gm6。根据小RNA深度测序结果和参考基因组序列设计引物克隆了SMV河北分离物的基因组序列。测序结果经拼接后获得了6个SMV基因组全长序列, 大小分别为9 588 nt(SMV-Gm1、SMV-Gm3和SMV-Gm5)和9 584 nt(SMV-Gm2、SMV-Gm4和SMV-Gm6)。开放阅读框位于基因组第132位至第9 332位核苷酸, 编码一个多聚蛋白(分子量约为350 kD)。BLAST比对和系统发育分析发现, SMV-Gm1、SMV-Gm3和SMV-Gm5与江苏SMV分离物(登录号:MH919386)的基因组核苷酸序列相似性最高, 为98.06%~98.07%, 且遗传距离较近, 并与江苏、浙江和山西SMV分离物聚为一小簇;SMV-Gm2、SMV-Gm4和SMV-Gm6与韩国SMV分离物(登录号:FJ640954)的基因组核苷酸序列相似性最高, 为98.48%~98.51%, 且遗传距离较近。     

甘蔗花叶病毒2个山东分离物的全基因组序列分析

甘蔗花叶病毒(Sugarcane mosaic virus,SCMV)是引起我国玉米矮花叶病的主要病毒。本文从山东泰安采集到2个表现矮花叶症状玉米样品的分离物(命名为DWK1和DWK2),通过RT-PCR扩增全基因组片段并测定了其序列(GenBank登录号分别为KU171814和KU171815)。序列分析结果表明,DWK1和DWK2基因组全长分别为9 575和9 576个核苷酸(nucleotides,nt),开放阅读框均为9 192 nt,编码3 063个氨基酸的多聚蛋白。DWK1和DWK2的全基因组核苷酸一致率为81.7%,DWK1与山西分离物SX(AY569692)的核苷酸一致率最高,为90.9%;DWK2与河北分离物BD8(JN021933)核苷酸一致率最高,达99.4%。二者在系统进化树中分别被聚类到Ⅰ组和Ⅳ组。重组分析发现,DWK1是HN(AF494510)、Guangdong(AJ310105)和BD8 3个分离物的重组体。选择压力分析表明,SCMV 11个蛋白的dN/dS值都小于1,均处于负选择,但在P1、P3和CP中存在正选择位点。本研究结果可为甘蔗花叶病毒株系的监测及防控提供理论指导。     

黄瓜绿斑驳花叶病毒安徽分离物全基因组序列测定及分析

通过胶体金免疫层析试纸条和RT-PCR等手段对采自安徽和县的西瓜病株进行检测,确定其病原为黄瓜绿斑驳花叶病毒(Cucumber green mottle mosaic virus,CGMMV)。为明确CGMMV安徽分离物CGMMV-Anhui的分类地位,进一步克隆了该病毒的全基因组序列,分析了其基因组结构特征。结果表明,CGMMV-Anhui基因组全长为6 423bp(GenBank登录号KT236095),与已报道的CGMMV的编码区的基因结构一致,仅5′和3′端非编码区核苷酸数目略有差异。将CGMMV-Anhui与已报道的分离物的全基因组序列和外壳蛋白基因序列进行系统发育分析,显示CGMMV不同分离物可分为亚洲和欧洲两个组,安徽分离物CGMMV-Anhui与亚洲分离物亲缘关系较近,可能具有共同的侵染源。     

桑细菌性枯萎病病原菌的分离鉴定与全基因组序列分析

为明确华南蚕区桑树细菌性枯萎病主要病原菌的种类,本研究从广西、广东等地桑园采集了多份桑树细菌性枯萎病病样,采用分离培养、形态学鉴定和分子生物学鉴定的方法,对病原菌进行了分离鉴定,并通过药敏试验分析病原菌的耐药性。结果表明,结合柯赫氏法则,将分离到的桑枯萎病病原菌鉴定为产酸克雷伯氏菌Klebsiella oxytoca,编号AKKL-001(菌种保藏号GDMCC No.1.1602)。该病原菌属革兰氏阴性菌,基因组全长6 149 586 bp,含有5 792个基因,GC含量55.80%;药敏试验结果表明,病原菌对氨苄西林、头孢唑啉、头孢呋辛、头孢噻吩、链霉素、麦迪霉素等抗生素具有耐受性。本研究报道了桑细菌性枯萎病病样上分离的产酸克雷伯氏菌,为桑细菌性枯萎病病原菌的研究提供理论依据,全基因组测序的结果为桑细菌性枯萎病的相关致病机制研究奠定了基础。     

基于全基因组序列的黄瓜绿斑驳花叶病毒重组和系统发育分析

 通过RT-PCR扩增了黄瓜绿斑驳花叶病毒(Cucumber green mottle mosaic virus,CGMMV)济南分离物(CGMMV-JN)的基因组片段。序列测定结果表明CGMMV-JN基因组全长6 424核苷酸(nt),5′-和3′-UTR分别为60和176 nt,含有4个ORF,分别编码129 kDa和186 kDa复制酶相关蛋白、29 kDa移动蛋白及17.4 kDa外壳蛋白。CGMMV-JN与另外29个CGMMV分离物全基因组核苷酸序列一致率为90.0%~99.7%。重组分析发现韩国KOM(AF417243)、以色列EC(KF155231)、印度(DQ767631)和我国河北的CHB(KJ658958)4个分离物在RdRp编码区存在重组。系统发育分析结果表明,这些分离物可分成3个组。选择压力分析结果表明cp基因处于正选择,其它基因处于负选择。本文研究的结果为黄瓜绿斑驳花叶病毒的监测及防控提供了理论依据。     

葡萄浆果内坏死病毒变种类型1分离物全长基因组序列分析

正近年来,随着高通量测序技术的运用,国内陆续发现和报道了一些新的葡萄病毒~([1～4]),但由于尚缺乏相关的基础性研究及防治措施,给葡萄产业的健康发展带来一定影响。其中,葡萄浆果内坏死病毒(Grapevine berry inner necrosis virus,GINV)为2016年国内新报道的葡萄病毒,可引起一些葡萄砧木和品种产生褪绿斑驳和环斑症状,造成严重     

First report on the whole genome sequence of Pseudomonas cichorii strain JBC1 and comparison with other Pseudomonas species

Pseudomonas cichorii, a plant pathogen that infects a wide range of host plants worldwide, causes several diseases in economically important vegetable crops. Availability of the genome sequences of pathogens can greatly enhance research necessary for the advancement of disease management programmes. Despite the significance of P. cichorii, its whole genome sequence has not been reported previously. The genome sequence of P. cichorii JBC1, described for the first time in this study, is 5 986 012 bp with an average GC content of 58·1% and has 5174 coding sequences (CDS). The genes related to virulence, transport mechanisms, phytotoxic compounds, and secondary metabolite products were analysed and the genome was compared to eight other Pseudomonas species to understand the diversity at species level. Despite the high similarity (up to 80·85%), significant diversity was found among the different Pseudomonas species at the genome level. A comparison of JBC1 pathogenicity island (PAI) regions indicated that the P. viridiflava UASWS0038 PAI has more similarity than the P. syringae PAI region, and the analysis revealed significant divergence at PAI regions among the Pseudomonas species, providing an insight into the differences in host specificity and degree of virulence. In addition, JBC1 encodes antibiotic resistance and tolerance to heavy metals, and two different prophage segments were inserted at three different regions. The genome sequence of JBC1, which was deposited into the NCBI GenBank (accession no. CP007039 ), will be a reference sequence for other P. cichorii strains and a useful resource for further research.     

Argonaute1敲除前后尖孢镰刀菌转录组分析比较

 Argonaute蛋白(AGO)介导的沉默复合体在RNA干扰(RNAi)中起着至关重要的作用。为了探究AGO1在尖孢镰刀菌RNAi中的作用机制,本文以粘团专化型尖孢镰刀菌生理1号小种FOX-A8野生型和其AGO1缺失突变体(FOX-A8-△Ago1)的菌丝和孢子为材料,分别进行了RNA提取、Illumina HiSeq 2000高通量转录组测序、差异表达基因(DEGs)的显著富集分析;选择菌丝和孢子中的DEGs 进行实时荧光定量PCR(Quantitative real-time PCR, qRT-PCR)验证。GO通路注释结果显示,相对于野生型菌株,AGO1缺失突变体菌丝中的醇脱氢酶(NADP⁺)、孢子中的CAMK / CAMKL / CHK 1蛋白激酶均显著上调;KEGG通路注释结果显示,相对于野生型菌株,AGO1缺失突变体菌丝中与 MAPK信号通路相关的基因、孢子中与PLD信号通路相关的基因均显著下调;另外,相对于野生型菌株,编码AGO2的基因下调,但是下调不显著。qRT-PCR检测DEGs的表达模式与RNA-Seq分析结果一致,证实了RNA-Seq结果的可靠性。     

Argonaute1敲除前后尖孢镰刀菌转录组分析比较

 Argonaute蛋白(AGO)介导的沉默复合体在RNA干扰(RNAi)中起着至关重要的作用。为了探究AGO1在尖孢镰刀菌RNAi中的作用机制,本文以粘团专化型尖孢镰刀菌生理1号小种FOX-A8野生型和其AGO1缺失突变体(FOX-A8-△Ago1)的菌丝和孢子为材料,分别进行了RNA提取、Illumina HiSeq 2000高通量转录组测序、差异表达基因(DEGs)的显著富集分析;选择菌丝和孢子中的DEGs 进行实时荧光定量PCR(Quantitative real-time PCR, qRT-PCR)验证。GO通路注释结果显示,相对于野生型菌株,AGO1缺失突变体菌丝中的醇脱氢酶(NADP⁺)、孢子中的CAMK / CAMKL / CHK 1蛋白激酶均显著上调;KEGG通路注释结果显示,相对于野生型菌株,AGO1缺失突变体菌丝中与 MAPK信号通路相关的基因、孢子中与PLD信号通路相关的基因均显著下调;另外,相对于野生型菌株,编码AGO2的基因下调,但是下调不显著。qRT-PCR检测DEGs的表达模式与RNA-Seq分析结果一致,证实了RNA-Seq结果的可靠性。     

苦瓜枯萎病菌过氧化氢酶基因FoCat1致病功能分析

 由尖孢镰孢菌苦瓜专化型(Fusarium oxysporum f.sp.momdicae Sun &Huang)引起的苦瓜枯萎病是一种严重影响苦瓜生产的土传维管束病害。本研究利用分割标记的方法构建FoCat1基因的敲除片段,通过PEG介导的原生质体转化方法对FoCat1基因进行敲除,经4对引物验证得到1个阳性转化子ΔFoCat1-3。突变体ΔFoCat1-3在PDA培养基上的菌落大小、菌丝形态、产孢量等生物学特性与野生型相比均无显著性差异,但是其抵抗外源氧胁迫的能力明显减弱,对苦瓜的致病力明显下降。DAB染色结果显示,接种突变体的苦瓜叶片中过氧化氢的含量明显高于接种野生型菌株的苦瓜叶片。研究结果表明,FoCat1可能不参与病菌正常营养生长过程的调控,但是具有清除寄主产生的活性氧,来减弱寄主对病原菌的杀伤作用的功能,从而参与病原菌的致病过程。     

苦瓜枯萎病菌过氧化氢酶基因FoCat1致病功能分析

 由尖孢镰孢菌苦瓜专化型(Fusarium oxysporum f.sp.momdicae Sun &Huang)引起的苦瓜枯萎病是一种严重影响苦瓜生产的土传维管束病害。本研究利用分割标记的方法构建FoCat1基因的敲除片段,通过PEG介导的原生质体转化方法对FoCat1基因进行敲除,经4对引物验证得到1个阳性转化子ΔFoCat1-3。突变体ΔFoCat1-3在PDA培养基上的菌落大小、菌丝形态、产孢量等生物学特性与野生型相比均无显著性差异,但是其抵抗外源氧胁迫的能力明显减弱,对苦瓜的致病力明显下降。DAB染色结果显示,接种突变体的苦瓜叶片中过氧化氢的含量明显高于接种野生型菌株的苦瓜叶片。研究结果表明,FoCat1可能不参与病菌正常营养生长过程的调控,但是具有清除寄主产生的活性氧,来减弱寄主对病原菌的杀伤作用的功能,从而参与病原菌的致病过程。     

假禾谷镰孢中三角状五肽重复蛋白的全基因组鉴定与表达分析

 假禾谷镰孢(Fusarium pseudograminearum, Fp)是引起小麦茎基腐病的优势病原菌,但关于该病原菌致病机理的研究报道很少。三角状五肽重复蛋白(Pentatricopeptide repeat protein,Ppr)为一类核编码的RNA结合蛋白,通过结合特定的RNA序列调控靶标基因RNA的成熟过程,参与线粒体基因组转录和翻译。Ppr蛋白在植物、动物(包括人)及酵母中有一些研究报道,但在丝状真菌特别是植物病原真菌中鲜见报道。为了明确假禾谷镰孢中PPR基因家族的特征,本研究通过全基因组Blastp分析,共鉴定出8个PPR候选基因序列FpPPR1~FpPPR8,主要分布在1号、3号、4号染色体上,基本不含有内含子。理化性质与功能预测显示,Ppr为亲水性蛋白,氨基酸长度510~1 353 aa,分子量59.09~152.23 kDa,等电点为5.23~9.69,其中FpPpr3和FpPpr7为稳定蛋白,其他6个蛋白为不稳定蛋白。亚细胞定位预测显示,Ppr蛋白主要位于线粒体。FpPpr1、FpPpr3、FpPpr5、FpPpr6和FpPpr7的3D结构预测形成明显的超螺旋结构。在假禾谷镰孢营养阶段和侵染过程的转录组数据中分析了8个基因表达模式,通过qRT-PCR进行验证,FpPPR1、FpPPR3、FpPPR5在菌丝阶段高表达,FpPPR1、FpPPR5在侵染后期显著下调。本研究结果为进一步研究假禾谷镰孢中PPRs基因的生物学功能奠定基础。     

侵染中国陕西南瓜的中国南瓜曲叶病毒的鉴定和全基因组分析

为明确南瓜叶片上卷、黄化的症状是否由病毒侵染引起,本研究采用小RNA深度测序对采集自陕西地区的南瓜叶片样品进行了鉴定。结果显示,侵染南瓜样品的病毒可能是中国南瓜曲叶病毒(squash leaf curl China virus, SLCCNV)。经PCR扩增并且克隆测序获得了病毒的DNA-A和DNA-B组分的全基因组序列。序列比对发现,所克隆的DNA-A组分与SLCCNV海南分离物(SLCCNV-Hn61)DNA-A的一致性最高,为99.1%;DNA-B组分与SLCCNV-Hn61和三亚分离物SLCCNV-SY的DNA-B组分一致性最高,为96.8%。系统进化树分析发现所克隆的DNA-A和DNA-B组分分别与SLCCNV-Hn61和SLCCNV-SY的亲缘关系最近。以上研究结果表明侵染陕西南瓜叶片的病毒是SLCCNV的分离物。这是首次报道SLCCNV在陕西地区的危害,研究结果为当地经济作物南瓜的病害防控提供参考。