酵母双杂交系统筛选与水稻条纹病毒Pc2互作的寄主蛋白基因片段

水稻条纹病毒编码的Pc2蛋白在病毒侵染及宿主症状发生中起作用。研究其与寄主间的分子互作有助于揭示病毒侵染与致病的分子机制。分别将编码Pc2 N端（Pc2-N）与Pc2 C端（Pc2-C）的基因片段克隆到酵母双杂交诱饵载体pGBKT7上,并构建水稻叶片cDNA文库,然后分别用Pc2-N和Pc2-C为诱饵筛选文库寻找与其互作的寄主因子。结果表明,诱饵载体中插入的Pc2-N和Pc2-C编码框和氨基酸序列均正确。Pc2-N对酵母菌株AH109无毒性和自主激活能力,但Pc2-C对酵母具有细胞毒性。文库滴度为4×107 CFU/mL,且大多数插入片段在500~2 000 bp之间。利用Pc2-N为诱饵筛选水稻cDNA文库,获得有8个候选阳性克隆。经序列测定和BLAST分析结果表明,这些克隆共编码5种蛋白,主要为胁迫相关蛋白与光系统相关蛋白。     

应用酵母双杂交系统检测NIa-vpg与PRSV-CP蛋白间互作

将NIa-vpg与GAL4-BD蛋白融合作为DNA结合域蛋白,将PRSV-CP与GAL4-AD蛋白融合作为激活域蛋白,排除自身激活作用后,共转化酵母菌,通过β-半乳糖苷酶活性检测以及氨基酸营养缺陷生长实验分析它们之间的相互作用.结果表明NIa-vpg与PRSV-CP在酵母中存在相互作用,PRSV病毒运动蛋白自身的相互作用在植株感染和致病过程中可能起着重要作用.     

白粉病菌侵染条件下小麦酵母双杂交文库的构建及可用性检测

为解析白粉病菌侵染小麦以及小麦防御的分子机制,以抗白粉病种质N9134为材料,剪取白粉病菌(Blumeria graminis f.sp.tritici,Bgt)接种48 h后的叶片,提取总RNA,利用SMART技术进行反转录合成双链cDNA(ds-cDNA),并进行均一化处理和SfiI酶切处理,处理后的ds-cDNA分别连接pGADT7-SfiI三框载体,将连接产物转化至感受态细胞HST08中构建文库。通过滴度测定和PCR鉴定其库容量和基因重组率,最后收集细菌并提取质粒。经鉴定,该文库库容量大于1.0×10~6 cfu·mL~(-1),插入片段主要分布在400～2 000 bp之间,重组率为100%,冗余度为3%。利用酵母双杂交系统筛选cDNA文库,获得2个与热休克蛋白HSP40-70互作的蛋白质,分别为DnaJ类蛋白(DnaJ-like)和E3泛素蛋白连接酶AIP2(AIP)。综上表明,文库构建质量较好,为后续筛选抗逆关键基因奠定了基础。     

小粒野生稻酵母双杂交cDNA文库的构建

采用酵母双杂交系统,利用SMART技术,在酵母菌株AH109中构建了小粒野生稻全长cDNA文库,文库容量约为1×106,插入片段平均大小约为640bp。该文库可以用于进一步的酵母双杂交筛选。     

甘蓝型油菜-核盘菌酵母双杂交cDNA文库构建及BnJar1互作蛋白筛选

油菜与核盘菌相互作用的过程中，JA（茉莉酸）合成相关基因表达量升高，但是JA信号传递却受到了抑制，推测核盘菌分泌的效应蛋白可能直接或间接作用于JAR1蛋白，使其活性降低，从而抑制依赖JA途径的油菜防御系统。前期通过转录组测序获得了差异表达基因BnJar1全长序列，为进一步揭示BnJar1基因参与油菜-核盘菌相互作用过程的机理，本研究对BnJAR1蛋白进行生物信息学分析和预测，构建了核盘菌-油菜互作表达基因酵母文库，并以BnJar1作为诱饵蛋白对文库进行酵母双杂交筛选，获得了5个来自油菜的互作蛋白：丙二烯氧化物环化酶2(BnAOC2)、COP9信号复合物（BnCOP9）、4a-羟基四氢生物蝶呤脱水酶（BnDcoH）、腈水解酶2(BnNIT2)和茎特异性蛋白（BnTSJT1）;2个来自核盘菌的互作蛋白：MFS结构域蛋白（SsMFS）和Rho3 GTP酶（SsRho3）。相关结果为研究油菜-核盘菌的相互作用，挖掘致病或抗病相关基因，进一步解析其机理奠定了基础。     

大豆酵母杂交cDNA文库的构建及GmSPX3互作蛋白的筛选

为研究Gm SPX3在大豆低磷胁迫响应中的作用机制,寻找与Gm SPX3发生相互作用的蛋白质,利用Gateway技术构建了低磷大豆根系酵母杂交c DNA文库,并使用p GBKT7-Gm SPX3融合蛋白为诱饵,采用酵母双杂交方法筛选酵母杂交c DNA文库,经过显色反应验证后获得21个阳性克隆,通过生物信息学分析,选择2个转录因子编码基因Gm UNE12和Gm Pos F21作为候选基因进行克隆,并分别构建AD载体p GADT7-Gm UNE12和p GADT7-Gm Pos F21,与诱饵p GBKT7-Gm SPX3进行一对一互作验证,结果证明Gm UNE12和Gm Pos F21蛋白均与Gm SPX3诱饵蛋白发生了相互作用。     

酵母双杂交技术研究NS3蛋白及其与CP，SP，NSvc4之间的互作

采用RT-PCR扩增水稻条纹病毒基因NS3,构建酵母表达载体,将其分别连接酵母诱饵载体pGBKT7与酵母捕获载体pGADT7,得到重组子pGAD-NS3和pGBK-NS3。自身毒性的实验结果表明,NS3蛋白对酵母细胞无毒性,其自身也没有自激活活性,不存在自身互作。将这2个重组子分别与水稻条纹病毒外壳蛋白CP、病害特异性蛋白SP、运动蛋白NSvc4两两共转化到酵母感受态细胞AH109中,转化产物涂布营养缺陷型培养基二缺、三缺、四缺平板,后经X-a-Gal染色观察,结果表明,NS3与SP的转化产物能在三缺平板上生长并在相应培养基中变蓝色,说明NS3与SP蛋白存在互作,该结果有助于进一步研究NS3蛋白的功能及彼此的互作在水稻条纹病毒致病机理上的作用。     

接种PRSV番木瓜种苗胞质酵母双杂交cDNA文库的构建与分析

利用Trizol法提取接种PRsv 4 d的番木瓜种苗总RNA,分离纯化mRNA,反转录合成双链cDNA,双链cDNA末端经Pfu-DNA聚合酶补平,与EcoR I接头连接,XhoI酶切消化产生粘端.用Sepharose CL-2B柱分离纯化去除小分子cDNA片段,再与pMyr酵母表达载体连接,转化受体菌XL10-Gold,构建了接种PRSV番木瓜种苗胞质酵母双杂交cDNA文库.所获得的原始文库的克隆总数为1.8×106cfu,重组率为100%,文库滴度为2.6×109cfu/mL.对随机选取的34个克隆进行PCR鉴定,结果表明插入片段长度均大于O.5 kb且集中在1 kb左右.文库质量鉴定结果表明,该文库具有较好的库容量、较高的重组率以及较大的插入片段.     

剑麻酵母双杂交cDNA表达文库的构建及与AhKNOX2相互作用蛋白的筛选

植物KNOX（Knotted1-like homeobox）可通过蛋白质相互作用参与调控落果、纤维细胞发育、次生细胞壁发育、开花等事件。为筛选剑麻叶中与AhKNOX2相互作用的蛋白,采用SMART同源重组技术构建剑麻叶片酵母双杂交表达文库,利用AhKNOX2为诱饵筛选与之相互作用的蛋白。结果表明：文库总容量为3.9×10⁶ CFU,转化效率为9.15×10⁵ CFU/μg pGADT7-Rec,插入片段大小主要分布于0.5~3.0 kb之间,重组率为92%,保存的文库细胞密度为1.35×10⁸/mL,文库滴度为2.22×10⁷CFU/mL。构建的pGBKT7-AhKNOX2诱饵载体存在自激活性,5 mmol/L的3-氨基- 1,2,4-三唑（3-Amino-1,2,4-triazole,3-AT）能抑制诱饵载体的自激活,通过筛选获得了16个与AhKNOX2相互作用的蛋白。本研究成功构建剑麻叶片酵母表达文库,并筛选获得与AhKNOX2相互作用的蛋白,该结果为进一步研究AhKNOX2在剑麻中的功能奠定前期基础,为培育高纤维产量的剑麻新品种提供基因资源和理论基础。     

一种快速同步检测小麦黄花叶病毒和中国小麦花叶病毒的方法

针对小麦黄花叶病毒(WYMV)和中国小麦花叶病毒(CWMV)在症状、传播途径、发生规律等方面高度相似、难以用常规手段鉴定的问题,根据两种病毒基因序列的异同点设计了三条引物CWWY-R2、CW1-F2和WY1-F2,以植物总RNA为模板、CWWY-R2为引物反转录合成cDNA.通过优化建立了一种同步检测两种病毒的反应体系:cDNA1.6 μL,引物(10 μmol·L-1)各0.4 μL,10×PCR Buffer(不合Mg2+)2μL,dNTPs(10 mmol·L-1 each)0.4 μL,Taq DNA聚合酶(5U·μL-1)0.8μL,MgCl2(25 mmol·L-1)0.8μL,ddH2O 13.2 μL,合计20 μL; PCR反应条件:94 ℃预变性5 min,94℃ 50 s,50℃50 s,72℃90 s,共30个循环,72℃延伸10 min.WYMV和CWMV的PCR扩增预期目的片段分别为508和918 bp.利用该方法对江苏高邮、扬州和大丰的样本进行检测,它们分别为WYMV、WYMV、CWMV单一侵染,证明该方法准确性较高,可用于两种病害同步检测.     

两种麦类土传花叶病毒外壳蛋白叶绿体离体跨膜运输

根据Banerjees等(1992)的方法,建立了中国小麦花叶病毒(CWMV)和大麦黄花叶病毒(BaYMV)外壳蛋白(CP)叶绿体离体跨膜运输体系,研究了孵育时间、CP浓度对跨膜运输效率的影响。结果表明,CWMV-CP和BaYMV-CP可分别快速进入离体的小麦与大麦叶绿体中,其跨膜运输所需的孵育时间均最低为5min,孵育时间超过15min后进入叶绿体中CP的量不受影响;加入跨膜体系中CP的浓度与跨膜后进入叶绿体的CP浓度呈正相关,能够实现跨膜的最低CWMV-CP和BaYMV-CP浓度分别为4.2和37.8μg.mL-1。     

山东省小麦生产品种对小麦黄花叶病毒病的抗性

小麦黄花叶病毒病是危害我国冬小麦的一种重要病害,为明确山东小麦生产品种对该病害的抗性水平,给山东小麦黄花叶病毒病育种、病害防控及品种合理布局提供参考信息,于2012-2015年在山东省莒南县板泉镇的小麦黄花叶病毒病品种抗病性鉴定圃,对山东80个小麦生产品种进行了抗性评价和产量性状分析。结果表明,在供试的80个小麦品种中,济麦22、烟农5158、鲁原231、鲁原304、良星99、烟农0428、烟农173、烟农999、阳光10、红地09-5、山农18、山农29、烟农426、烟农836、济南17共15个品种对小麦黄花叶病毒病表现为抗病,占供试品种的18.75%;烟农24、鲁原502、济麦21、泰农1014等31个品种表现中抗,占供试品种的38.75%;其余34个品种表现为感病,占供试品种的42.5%。感病品种产量的损失率与有效穗数、穗粒数、千粒重3因素的综合损失率密切相关。     

分子标记辅助聚合抗小麦黄花叶病和白粉病育种

抗白粉病基因Pm21和PmV定位于不同簇毛麦种质的6VS染色体臂,对已知白粉病生理小种均表现高抗。小麦-簇毛麦小片段顶端易位系NAU421(T4VS-4DS·4DL)携带Wss1基因,高抗小麦黄花叶病。为选育兼抗小麦黄花叶病和白粉病的育种新材料,以NAU421为亲本,分别与携有Pm21基因的品系Y16-Pm和携有PmV基因的品种扬麦22杂交,构建F2代分离群体,然后利用与Wss1和Pm21/PmV基因连锁的共显性分子标记CINAU301和MBH1对F2代进行检测。结果表明,在286个NAU421/Y16-Pm的F2单株中,同时携有纯合Wss1和Pm21基因的单株有18株,比例为6.38%;在232个NAU421/扬麦22的F2单株中,同时携有纯合Wss1和PmV基因的单株有5株,比例为2.16%。细胞学与分子标记鉴定结果一致,说明CINAU301和MBH1可用于对Wss1和Pm21/PmV基因的高效选择。F3代株系抗病性鉴定表明,筛选出的23个双抗基因聚合体对白粉病免疫并高抗黄花叶病,可用于下一步双抗聚合品种(系)的筛选或作为抗病中间亲本。     

山东省小麦土传花叶病毒病的分布与病原鉴定

小麦土传花叶病毒病是侵染小麦的一种重要病害,该病害病原有多个病毒种类,主要为小麦黄花叶病毒（WYMV）和中国小麦花叶病毒（CWMV）,由禾谷多黏菌以持久性方式传播为害。为明确该病害在山东的最新分布状况,于2013-2016年采用田间调查,结合dot-ELISA和RT-PCR检测等方法对小麦土传花叶病毒病进行了研究。结果表明,小麦土传花叶病毒病主要分布在鲁南地区,而鲁中、鲁东、鲁北等为零星发生区。WYMV主要分布在临沂、济宁、泰安和枣庄等地;CWMV主要分布在烟台、威海、青岛、临沂和德州等地;烟台、威海、青岛、临沂为两种病毒的混发区。对CWMV主要分布区域（文登、荣成、胶州、莒南、平原、沂水、福山）的CWMV的CP基因进行系统进化聚类分析发现,CWMV的CP基因同源性为94.7%～98.3%,在进化树中聚类为两组,其中,平原、文登、福山和莒南分离物与日本分离物（登录号：AB299272.1）亲缘关系较近,沂水、荣成和胶州分离物与江苏大丰分离物（登录号：EF121374.1）亲缘关系较近。     

甘蔗线条花叶病毒RNA沉默抑制子的寄主互作蛋白鉴定

甘蔗线条花叶病毒（Sugarcane streak mosaic virus, SCSMV）是引起甘蔗花叶病的一种主要病原。SCSMV编码的P1蛋白是RNA沉默抑制子,在SCSMV抑制寄主的RNA沉默防御中发挥关键作用,但其作用机制尚未清楚。与寄主蛋白互作是RNA沉默抑制子发挥其抑制作用的主要途径之一,因此鉴定与病毒RNA沉默抑制子互作的寄主蛋白是研究抑制子作用机制的一个重要方法。为探究SCSMV P1抑制寄主RNA沉默的机制,本研究首先将SCSMV P1基因连接到质粒pGBKT7上构建诱饵质粒pGBKT7-P1,然后对pGBKT7-P1进行毒性和自激活检测,最后以pGBKT7-P1为诱饵,采用酵母双杂交技术从甘蔗cDNA文库中筛选与P1互作的寄主蛋白。结果显示,成功构建pGBKT7-P1诱饵质粒。将pGBKT7-P1诱饵质粒转入Y2H Gold酵母菌株后,酵母菌株在SD/-Trp平板及液体培养基中生长良好,表明pGBKT7-P1诱饵质粒对Y2H Gold酵母菌株无毒性。含pGBKT7-P1诱饵质粒的酵母菌株在SD/-Trp/X-α-Gal平板上长出白色菌落未变蓝,在SD/-Trp/X-α-Gal/AbA和SD/-Trp/-Leu/X-α-Gal/AbA平板上无菌落生长,表明pGBKT7-P1诱饵质粒无自激活活性。用pGBKT7-P1诱饵质粒对甘蔗cDNA文库进行筛选,经SD/-Trp/-Leu/X-α-Gal/AbA平板筛选1次及SD/-Trp/-Leu/-His/-Ade/X-α-Gal/AbA平板筛选3次后,获得42个阳性酵母克隆,提取阳性酵母质粒并导入大肠杆菌中扩大培养,经测序及blastx比对分析,获得13个可能与SCSMV P1互作的寄主甘蔗蛋白,分别是生长素应答蛋白IAA1、IAA15,转录因子NAC、GATA4、OFP4,真核翻译起始因子eIF5A,分子伴侣DnaJ,辅分子伴侣SBA1,重金属相关异戊二烯化植物蛋白HIPP35,mec-8和unc-52蛋白同系物抑制子SMU2,外膜孔蛋白OEP24,及2个未表征蛋白。基于这些蛋白的功能,推测P1可能通过与寄主蛋白互作来调控寄主防御反应相关基因的表达,和/或通过与寄主蛋白互作来影响寄主RNA沉默相关蛋白的合成、加工或转运,从而发挥其RNA沉默抑制子的功能。研究结果为后续深入解析P1抑制RNA沉默的作用机制奠定了重要基础。     

小麦抗梭条花叶病品种的鉴定和选育

为筛选抗梭条花叶病的小麦品种(系)供育种和生产应用,自1997年起对425份江苏省农业科学院粮食作物研究所(以下简称"本所")育成的高代品系和384份来自不同省份的推广品种(系)进行了连续多年的梭条花叶病抗性鉴定.结果表明,425份本所育成的高代品系中有54份表现高抗,占12.7%,116份为中抗,占27.3%.来自不同省份的推广品种(系)表现高抗的有102个,占26.6%,中抗的有71份,占18.5%.不同省份之间出现高抗品种的比例差异很大,来自陕西和山西省的绝大部分小麦品种均表现高抗,而来自四川、江苏、湖北的小麦品种中出现高抗的品种较少.通过系统选育和采用抗感品种间杂交,后代进行严格选择,均可以育成抗病高产的小麦品种.     

酵母双杂交系统筛选与水稻黑条矮缩病毒P6互作的水稻蛋白

RBSDV编码的非结构蛋白P6为该病毒的沉默抑制子。为了研究P6与寄主水稻间的互作关系,首先利用RT-PCR扩增,获得水稻黑条矮缩病毒P6基因,并将其构建到酵母表达载体pGBKT7上,自激活验证表明,P6蛋白无自激活活性。利用酵母双杂交系统顺序转化法从水稻cDNA文库中筛选,获得4个与RBSDVP6互作的寄主因子,分别为水稻内囊体抗坏血酸过氧化物酶、醛糖1差向异构酶、immutans蛋白基因同源蛋白和一个功能未知蛋白。分析了3个已知功能的寄主因子在病毒侵染过程中的可能功能。