辣椒疫霉效应因子RxLR101012的表达纯化与结晶初探

植物病原卵菌会分泌一系列的效应分子进入寄主体内,从而促进病原菌的侵染。这些效应分子或在质外体积累或进入宿主细胞内来调控寄主的免疫反应。但效应分子如何逃避寄主的免疫识别,使植物发病的分子机制目前还不清楚。本研究从辣椒疫霉强致病性菌株SD33中克隆分离获得1个效应分子Rx LR101012,利用相关生物信息学软件分析了该效应分子的基因序列,并对其进行了原核表达与纯化,确定了该基因高效表达条件,利用亲和层析、离子交换层析和凝胶过滤层析,获得Rx LR101012高纯度蛋白,得到Rx LR101012蛋白晶体,为后续解析Rx LR效应分子蛋白三维结构,从结构生物学角度探知Rx LR效应分子生理生化功能奠定了基础。     

沉默氧增强蛋白(OEE2)对辣椒疫霉效应因子RxLR19781的免疫功能影响

辣椒疫霉菌(Phytophthora capsici)是一种寄生范围广且能够产生大量RxLR效应因子来参与侵染寄主的病原卵菌。资料表明目前对多数辣椒疫霉RxLR效应因子在植物体内如何行使功能积累较少。本研究从辣椒疫霉菌中分离鉴定1个效应分子RxLR19781,为了初步明确RxLR19781的功能特性,本研究借助于烟草脆裂病毒(Tobacco rattlevirus,TRV)介导的基因沉默技术,将RxLR19781的互作蛋白基因NbOEE2在本氏烟中瞬时沉默,通过qRT-PCR验证得到NbOEE2沉默植株,在沉默后的本氏烟植株中接种RxLR19781并验证该RxLR效应因子的功能。结果表明,在NbOEE2沉默植株上,RxLR19781不抑制辣椒疫霉游动孢子侵染。本研究结果表明OEE2可有效调控RxLR19781的功能特性,为进一步深入开展辣椒疫霉效应因子RxLR19781功能机制研究奠定了基础。     

辣椒疫霉效应分子RxLR22034的表达纯化及晶体生长

辣椒疫霉(Phytophthora capsici)作为一种重要的植物病原卵菌,侵染寄主植物时能够分泌RxLR效应分子,从而激活或抑制植物的防卫反应,引起植物病害的产生。为了深入研究辣椒疫霉效应分子与植物互作的机制及致病机理,本文从辣椒疫霉菌株SD33中克隆得到了RxLR22034效应分子,以大肠杆菌Rosetta(DE3)为宿主,进行了原核表达与纯化,确定了该基因高效表达条件。通过亲和层析及分子筛层析纯化获得高纯度蛋白,借助坐滴法培养优化获得RxLR22034蛋白晶体,X射线衍射获得2.7?的蛋白晶体数据,为后续解析RxLR效应分子蛋白三维结构,从结构生物学角度探知辣椒疫霉RxLR效应分子生理生化功能奠定了基础。     

辣椒疫霉效应分子RxLR19781与其互作蛋白的酵母互作一对一验证

辣椒疫霉菌(Phytophthora capsici)引起的辣椒疫病是毁灭性土传病害,短期内暴发成灾,该病害严重发生常给辣椒生产造成严重损失。植物病原卵菌分泌大量的胞内效应分子,即RxLR效应分子,能干扰寄主植物细胞的正常生理代谢和功能,在病原卵菌侵染寄主及与寄主植物互作过程发挥着重要的作用。酵母双杂交(Yeast two hybrid,Y2H)系统是研究蛋白质相互作用最常用的方法,它既可以在cDNA文库中筛选互作的未知靶标蛋白,同时还可以验证两个目的蛋白之间的互作关系。本研究分别以辣椒疫霉c DNA基因组,辣椒cDNA基因组为模板,克隆了辣椒疫霉效应因子Rx LR19781以及其疑似互作蛋白泛素连接酶E2 10和辣椒脂质转移蛋白EARLI 1,并将它们分别成功构建到PGBKT7和PGADT7载体上。运用酵母共转化技术,将带有AD载体的互作蛋白和带有BD载体的效应因子共同转化到酵母感受态Y2HGold中,对它们是否存在互作关系进行了深入研究。结果表明,两个疑似互作蛋白都与效应因子RxLR19781互作。但由于酵母双杂交存在一定的假阳性,因此该效应分子与互作蛋白的互作有待进一步深入的研究。     

本氏烟NbHSP90基因的克隆及初步功能分析

辣椒疫霉菌(Phytophthora capsici)通过与植物互作调节植物的免疫反应,进而引起植物感病.前期实验证明辣椒疫霉效应分子RxLR19781与本氏烟(Nicotiana benthamiana)热激蛋白90(NbHSP90)可以发生相互作用.利用RT-PCR技术从本氏烟中克隆得到基因NbHSP90,通过农杆...     

辣椒疫霉NPP效应子基因家族生物信息学分析

NPP(necrosis-inducing Phytophthora protein)是一类效应子,在卵菌疫霉属病原菌中普遍存在,该类蛋白能够激发植物的防御反应,如引起植物细胞死亡、促使寄主防御基因表达及产生乙烯。利用生物信息学方法对辣椒疫霉(Phytophthora capsici)基因组内的NPP基因家族存在状况进行分析,并对其氨基酸序列组成、基本理化性质、蛋白质三级结构等进行预测分析,旨在了解其结构特征,进而发掘辣椒疫霉的致病相关基因。结果表明:NPP基因家族有25个成员,其中大部分成员存在多个拷贝。对25个NPP氨基酸序列进行分析发现,其分子量在12.45~88.9 ku之间;对其中15个NPP蛋白进行三级结构预测发现,它们的三维结构类似,其主要的结构元件为α-螺旋和β-片层;构建了25个NPP蛋白的进化树,进行了分子进化分析。     

辣椒疫霉病无毒基因RXLR128001克隆与蛋白表达纯化

本文从强致病辣椒疫霉菌SD33分离克隆了1个效应分子RXLR128001基因,利用生物信息学软件BLAST and Signal P4.1 Server,分析了该效应分子的基因序列结构。在此基础上进行了该基因大肠杆菌(Escherichia coli)表达与纯化,界定了适宜该基因高效表达的诱导条件,经过亲和层析和离子交换层析,获得了RXLR128001基因较高纯度的蛋白,以利于后续晶体的培养与优化研究。     

辣椒疫霉效应因子RxLR115890不同侵染时期的差异性表达

辣椒疫霉菌(Phytophthora capsici)能够产生370多个RxLR效应分子,绝大多数效应分子的特性都是未知的。为了对辣椒疫霉RxLR效应因子开展深入的功能研究,本研究以辣椒疫霉SD33菌株的DNA为模板,设计辣椒疫霉菌以及RxLR115890的特异性引物。采用实时荧光定量PCR检测RxLR115890在辣椒疫霉游动孢子侵染条件下,不同时间的表达量。结果显示,RxLR115890的表达量在侵染前期有明显的上调表达,伴随着侵染时间的加长表达量迅速下降,又在12 h处再次轻微上调。由此得出结论,RxLR115890对辣椒疫霉菌的前期侵染具有至关重要的作用。为RxLR115890后续的研奠定了基础。     

瞬时沉默乙醛脱氢酶对辣椒疫霉效应因子RxLR129113功能的影响

辣椒疫霉菌(Phytophthora capsici)产生的效应因子RxLR129113在本氏烟上的功能之一是抑制BAX引起的细胞坏死,而且已经证实乙醛脱氢酶(ALDH)是RxLR129113的互作蛋白。为了探究乙醛脱氢酶(ALDH)是否影响Rx LR129113抑制BAX引起的细胞坏死,本研究利用病毒诱导的基因沉默(VIGS)技术,克隆了乙醛脱氢酶(ALDH)基因片段,插入到烟草脆裂病毒载体(TRV)中,构建了pTRV-ALDH的VIGS载体,转入农杆菌侵染本氏烟后qrt-PCR验证成功沉默了ALDH基因。在沉默ALDH基因的本氏烟上瞬时表达RxLR129113,24 h接种BAX。结果表明,在NbALDH沉默植株上,RxLR129113仍然抑制BAX引起的细胞坏死。本研究结果表明RxLR129113与ALDH互作不影响其抑制BAX引起的细胞坏死,为进一步深入开展辣椒疫霉效应因子RxLR129113功能机制研究奠定了基础。     

辣椒疫霉（Phytophthora capsici）果胶甲基酯酶Pcpme3基因真核表达及功能研究

 【目的】对辣椒疫霉果胶甲基酯酶Pcpme3基因进行真核表达,制备其特异性抗血清,为用Western blot检测该基因在辣椒疫霉致病过程中的功能奠定基础。【方法】利用TR-PCR分离鉴定Pcpme3的成熟肽片段,克隆于pPIC9K载体。将获得的表达载体转化毕赤酵母GS115,甲醇诱导表达,对表达产物进行SDS-PAGE分析和免疫家兔制备特异性抗体。【结果】酵母转化子经MD、MM平板筛选和G418抗生素筛选与PCR鉴定,获得Mut+/His+表型高拷贝重组转化子,经1%甲醇诱导后,SDS-PAGE检测发酵上清液,检测出43 kD的特异蛋白。重组蛋白免疫家兔制备特异抗血清,Western blot检测该基因在游动孢子侵染辣椒叶片中的表达,随着病情加重,该基因的表达逐渐增强,从而证明该基因参与了病菌的侵染致病过程。【结论】利用真核表达获得的蛋白制成特异性抗体可以有效地检测Pcpme3在辣椒疫霉侵染寄主过程中的功能特性。     

辣椒疫霉elicitins基因的克隆及瞬时表达分析

通过挖掘辣椒疫霉中的外泌蛋白激发子elicitins的基因序列,分析其转录特征,克隆基因序列并进行瞬时表达,以阐明其在辣椒疫霉生长发育和侵染过程中的作用。本研究利用转录组测序结果和致病疫霉INF1序列作为比对序列,对辣椒疫霉基因组数据库进行elicitins序列挖掘。采用RT-PCR方法分析elicitins基因在辣椒疫霉生长发育(菌丝、游动孢子囊、游动孢子、萌发的休止孢)和侵染寄主阶段(本氏烟灌根1.5、3、6、12、24、36和72 h后)的转录水平。克隆elicitins基因序列,并与其他卵菌的elicitins进行序列比对,分析进化关系。在本氏烟上进行elicitins的瞬时表达分析。结果表明:经生物信息学分析获得14个含有信号肽编码序列的elicitins基因全长序列。新发现6个elicitins基因在辣椒疫霉生长发育和侵染寄主阶段差异表达。对这6个和之前报道的5个elicitins基因进行全长克隆,能够克隆出的10个elicitins都属于酸性elicitins,聚类分析可将其分在第一和第三聚类组。异源表达发现2个elicitins能够激发本氏烟产生过敏反应。本研究结果不仅为阐明elicitins在辣椒疫霉生长发育和侵染寄主过程中的作用提供了重要数据,也为植物抗疫病的基因工程提供了科学依据。     

大豆疫霉效应因子PsCRN115诱导烟草抗性的机制分析

CRN(crinkling and necrosis induced protein)蛋白是卵菌所特有的一类效应因子,在已经测序的疫霉种中,每个基因组中预测都含有上百个CRN基因,关于其功能和分子机制目前研究不多。前期研究发现,大豆疫霉效应因子PsCRN115是大豆疫霉的致病性必需因子且能抑制植物的细胞死亡。为了进一步研究PsCRN115的功能,本研究采用农杆菌渗入法介导的基因瞬时转化技术在烟草上过表达该基因,发现PsCRN115可显著提高烟草对烟草疫霉的抗性。随后采用荧光定量PCR研究了其作用机制,发现PsCRN115可诱导水杨酸(SA)通路防卫反应基因的高表达,但对乙烯(ET)和茉莉酸(JA)通路防卫反应基因的表达影响不显著。表明:大豆疫霉效应因子PsCRN115是致病必需的因子,能被植物所识别,并诱导植物的防卫反应。     

辣椒疫霉中一个具有转录因子序列特征的外泌蛋白的分析鉴定

植物病原细菌分泌核调控蛋白进入寄主细胞核调控其基因表达以利于自身的侵染,但目前对卵菌中该类蛋白知之甚少.前期生物信息学分析从辣椒疫霉中获得一个具有DNA结合域的外泌蛋白PcSEP9,利用qRT-PCR检测其在辣椒疫霉侵染前期(菌丝、游动孢子囊、游动孢子、休止孢萌发)和侵染阶段[灌根接种本氏烟(Nicotiana ben...     

松材线虫效应蛋白Bx-FAR-1的原核表达与活性测定

[目的]纯化获得松材线虫效应蛋白Bx-FAR-1并验证其体外活性,为后续研究效应蛋白Bx-FAR-1参与松材线虫侵染松树的分子机制打下基础.[方法]利用PCR技术从松材线虫cDNA中扩增出效应基因Bx-FAR-1,用同源重组的方式将目的片段连接至原核表达载体pET-32a(+).通过原核表达系统诱导并纯化获得大量效应蛋白Bx-FAR-1,利用SDS-聚丙烯酰氨凝胶电泳(SDS-PAGE)和Western blotting对纯化获得的蛋白进行鉴定,同时通过本氏烟瞬时表达系统验证蛋白活性.[结果]从松材线虫cDNA中成功扩增出Bx-FAR-1基因(BXY_1685000.1);通过同源重组成功获得重组表达载体pET32a-BxFAR,并转化至大肠杆菌BL21感受态细胞.当诱导条件为15℃下150 r/min诱导16 h时重组蛋白以可溶性形式表达,且蛋白表达量高.效应蛋白Bx-FAR-1活性测定结果显示,当蛋白浓度达100 nmol/L时,可抑制致病疫霉的病原相关分子模式(PAMP)INF1引起的烟草细胞坏死.[结论]松材线虫效应蛋白Bx-FAR-1可抑制寄主植物的免疫反应.     

大豆疫霉PsMPK1沉默突变体的基因表达谱分析

[目的]促有丝分裂原蛋白激酶(MAPK)是真核生物细胞信号转导途径中的关键蛋白激酶,对植物病原菌的生长发育与侵染致病具有重要作用。我们前期发现1个MAPK基因Ps MPK1参与调控大豆疫霉的细胞壁完整性、菌丝生长、游动孢子形成,以及对大豆的致病性等生物学性状。本文旨在进一步探究Ps MPK1如何调控大豆疫霉的上述性状。[方法]利用数字基因表达谱技术对大豆疫霉Ps MPK1沉默突变体在游动孢子囊阶段的基因表达情况进行分析。[结果]样品间基因表达水平的整体相关性分析和实时定量PCR结果表明:数据具有较高的可靠性。与野生型菌株相比,Ps MPK1沉默突变体中分别有1 451个显著下调和981个显著上调的基因,占所有被检测基因的23%。与之相比,被检测的细胞壁相关基因和分泌蛋白编码基因中,显著差异表达的基因比例更高(分别占37%和28%),且大部分基因为下调表达(分别占87%和78%)。显著下调表达的分泌蛋白编码基因中,37个基因可能与侵染过程相关,主要编码Rx LR、NLP和CRN等家族的效应分子,CBEL蛋白,富含半胱氨酸蛋白,氧化还原相关蛋白以及水解酶等。[结论]首次通过转录组学方法揭示了特定的功能基因Ps MPK1沉默后大豆疫霉基因组的转录变化,鉴定了可能与Ps MPK1信号途径相关的基因和基因家族,为进一步研究大豆疫霉中MAPK的调控网络奠定了基础。     

辣椒疫霉作用下叶绿素a/b结合蛋白的表达

从基于cDNA-AFLP分析的辣椒应答疫霉侵染的表达谱中找到1个特异表达基因的序列;利用这个序列设计引物,采用基于PCR技术的96孔文库筛选方法,从疫霉处理的辣椒cDNA文库中筛选出这个应答辣椒疫霉侵染的候选基因的全长cDNA;经生物信息学分析,推测这个长度为1022 bp的候选基因为辣椒叶绿素a/b结合蛋白(chlorophyll a/b binding protein,cab)基因;并利用荧光定量PCR法检测cab在疫霉侵染下的表达情况。     

辣椒疫霉菌诱导辣椒酵母双杂交cDNA文库的构建及鉴定

辣椒疫霉菌(Phytophthora capsici)引起的辣椒疫病是在世界范围内广泛分布的毁灭性病害之一,对我国辣椒生产造成严重的经济损失。为深入研究辣椒疫霉的致病机制,寻找辣椒疫霉在辣椒体内的互作蛋白,利用SMART同源重组交换技术,在酵母菌株Y187中构建了被辣椒疫霉侵染不同时期辣椒的cDNA文库。文库质量评定结果显示cDNA文库的滴度为1.13×10~6 CFU/m L,文库的库容量为1.7×10~7 CFU,文库的重组率为96%,插入片段平均长度在1Kbp左右。该文库的构建为研究辣椒疫霉的致病机制、辣椒的抗病机制及寻找药物靶标位点奠定基础。     

肉桂醛对辣椒疫霉的抑制作用

为了探讨肉桂醛对辣椒疫霉的抑制机制,研究了肉桂醛作用下辣椒疫霉菌丝的径向生长、辣椒疫霉孢子的萌发与活力、辣椒疫霉孢子内活性氧(ROS)含量和NADPH氧化酶基因(nox)的表达以及外援ROS清除剂谷胱甘肽(GSH)存在下肉桂醛对辣椒疫霉孢子生长的影响。结果显示:肉桂醛能够有效地抑制辣椒疫霉菌丝的径向生长和孢子的萌发,抑制辣椒疫霉菌丝径向生长的EC50值为1.0 mmol/L,完全抑制辣椒疫霉孢子萌发的MIC值为0.4 mmol/L,并且Almar blue染色发现此时辣椒疫霉孢子几乎没有活力;0.4 mmol/L肉桂醛处理辣椒疫霉孢子0.50h时,孢子内ROS含量明显增加;GSH能够明显缓解肉桂醛对辣椒疫霉孢子的抑制作用;0.4 mmol/L肉桂醛处理辣椒疫霉孢子0.25 h,孢子内nox1基因表达上调,表明肉桂醛可能是通过上调nox1基因的表达从而产生大量的抑制辣椒疫霉的ROS。