荔枝霜疫霉中双组分信号转导系统的鉴定与表达分析

荔枝霜疫霉(Peronophythora litchii)隶属于茸鞭生物界卵菌门疫霉属,由其引起的荔枝霜疫病是目前荔枝生产上一种最重要的病害,严重影响荔枝产量和鲜果品质。双组分信号途径在微生物中参与多种生命活动,但是在卵菌中尚未有相关研究。本研究通过生物信息学分析在荔枝霜疫霉中鉴定到2个杂合型组氨酸激酶(PlHK1、PlHK2)和1个响应调控蛋白(PlRR1)。其在卵菌中是保守存在的,并且与真菌在进化上相对独立。功能域分析表明,PlHK1和PlHK2的C端额外的融合了1个磷酸转移功能域(Hpt),这与真菌和植物的存在显著差异。转录分析表明3个基因在荔枝霜疫霉侵染阶段上调表达,并且响应渗透胁迫和氧化胁迫。以上结果揭示了双组分信号系统可能在疫霉致病过程中发挥重要作用。     

荔枝霜疫霉自噬相关基因的鉴定与表达分析

 细胞自噬(Autophagy)是一种真核生物中高度保守的胞内物质降解和循环再利用的生理过程,其调控细胞动态平衡、压力适应和细胞程序性死亡,与植物病原真菌生长发育、孢子形成、侵染等一系列过程密切相关。荔枝霜疫霉(Peronophythora litchii)侵染引起的荔枝霜疫病严重危害荔枝生产及采后贮藏。本研究利用模式物种中已知的自噬相关蛋白,采用同源比对的方法在荔枝霜疫霉基因组数据库中鉴定到19个同源蛋白,分属16种蛋白类型。分析基因结构和蛋白保守功能域,发现荔枝霜疫霉自噬相关基因均具有内含子,且数目差异明显;所鉴定候选蛋白都具有相应分组的保守功能域,而PlATG1a在C端具有2个额外的ATG11功能域,PlATG11则在其N端包含1个APG17功能域。进一步对具有核心功能且多成员的自噬相关蛋白ATG1、ATG6、ATG8和ATG18进行系统进化和序列模块分析发现,这些蛋白在不同物种之间十分保守,但是其同源蛋白间存在分化。通过转录组数据分析和qRT-PCR验证结果显示,荔枝霜疫霉中自噬相关基因在生长发育和侵染阶段均有表达,与菌丝阶段相比,PlATG1a、 PlATG2、PlATG3、PlATG6a、PlATG8、PlATG18a基因在游动孢子阶段特异上调表达,其中PlATG8最为显著;PlVPS34在孢子囊阶段特异诱导表达,PlATG1b、PlATG12、PlATG17在孢子囊与游动孢子阶段上调表达但是在侵染阶段下调表达;PlATG6b、PlATG9、PlATG10、PlATG13、PlATG14及PlVPS15基因在生长发育和侵染阶段均表现出不同程度的上调表达,PlATG7、PlATG11、PlATG18b 则在侵染阶段显著下调表达。结果表明,细胞自噬可能参与调控荔枝霜疫霉的生长发育及致病过程。     

一种适于分离荔枝霜疫霉的选择性培养基

为提高荔枝霜疫霉Peronophythora litchii Chen ex Ko et al.的分离成功率,筛选一种适于分离该病原菌的选择性培养基,采用菌丝生长速率法测定了3种杀菌剂和8种抗生素对荔枝霜疫霉及9种常见非目标真菌菌丝生长的抑菌活性.结果表明,以PSA为基础培养基,在其中添加多菌灵、咪鲜胺、异菌脲、利福平和制霉菌素使其浓度分别至10、2、200、10和50 μg/mL所配制成的选择性培养基,可有效抑制非目标真菌炭疽菌 Colletotrichum sp.、拟茎点霉Phomopsis sp.、链格孢菌Alternaria sp.、镰刀菌Fusarium sp.、拟盘多毛孢Pestalotiopsis sp.、毛霉Mucor sp.、地霉Geotrichum sp.、酵母菌Saccharomyces sp.、裂褶菌Schizophyllum sp.的生长,但对荔枝霜疫霉的生长影响较小.分离实践表明,采用该选择性培养基,不管病组织是否经表面消毒,均可成功分离获得荔枝霜疫霉纯菌落,大大提高了分离的成功率和效率.     

一种高效分离荔枝霜疫霉病菌的新方法

作者将常规植物病原菌组织分离法改进成一种适合于荔枝霜疫霉病菌分离的简便、高效的新方法。分离的荔枝果实经过100 μg/mL多菌灵及36 μg/mL链霉素的混合药液浸泡处理,在无菌保湿的条件下采用病果对健果进行病害诱发后进行病原菌的分离纯化。该新方法分离荔枝霜疫霉病菌的成功几率大于传统组织分离法。     

大豆疫霉细胞凋亡相关基因的鉴定与表达分析

为探讨大豆疫霉Phytophthora sojae细胞凋亡潜在的调控机制,根据已知的细胞凋亡蛋白,利用在线工具BLASTP、pFAM和SMART在大豆疫霉蛋白组数据库中鉴定细胞凋亡同源蛋白并构建其进化树,通过转录组数据和实时荧光定量PCR技术分析细胞凋亡相关基因在大豆疫霉生长、发育及侵染不同时期的表达情况。结果显示:在大豆疫霉中共鉴定到13个细胞凋亡同源蛋白,包括核酸内切酶G(PsNUC1)、细胞色素c(PsCYCS)、凋亡诱导因子(PsAIF)、丝氨酸蛋白酶(PsHtrA-1、PsHtrA-2和PsHtrA-3)、多聚ADP核糖聚合酶(PsPARP-1、PsPARP-2和PsPARP-3)和TatD核酸酶(PsTatD1、PsTatD2、PsTatD3和PsTatD4)。在进化上,PsNUC1、PsCYCS、PsAIF、PsHtrA-1、PsPARP-1、PsPARP-2、PsPARP-3、PsTatD1和PsTatD2与人及秀丽隐杆线虫Caenorhabditis elegans的同源蛋白亲缘关系较近,而与真菌相关蛋白亲缘关系较远,PsHtrA-2、PsHtrA-3、PsTatD3和PsTatD4与酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae相关蛋白相似度更高,说明大豆疫霉细胞凋亡蛋白在进化中发生了较大变异。大豆疫霉细胞凋亡相关基因PsHtrA-1和PsRARP-1在孢子囊阶段诱导表达,PsHtrA-2和PsRARP-2在游动孢子阶段上调表达,PsAIF、PsHtrA-3、PsRARP-1和PsRARP-2在侵染阶段明显诱导表达,PsCYCS在侵染阶段下调表达。细胞凋亡相关基因在大豆疫霉不同阶段的表达模式有较大差异,说明细胞凋亡在大豆疫霉生长、发育及致病过程中具有重要作用。     

荔枝霜疫霉不同发育阶段对4种QoI类杀菌剂的敏感性

荔枝霜疫霉是荔枝上的严重病害。在离体条件下比较了4种QoI类杀菌剂烯肟菌酯、烯肟菌胺、SYP-2815和苯醚菌酯对荔枝霜疫霉不同发育阶段的影响。结果表明:供试药剂对荔枝霜疫霉病菌菌丝扩展及孢子囊产生量均表现出一定的抑制作用,EC50值分别在0.1970~1.2579 μg/mL和0.2127~0.8160 μg/mL之间,而对其游动孢子释放的抑制作用较低,EC50值在4.1448~7.4253 μg/mL之间;4种药剂在一定浓度下会加速游动孢子的消解,抑制休止孢的形成;对孢子囊和休止孢萌发具有优异的抑制活性,EC50值分别在0.0465~0.3424 μg/mL和0.0365~0.1877 μg/mL之间。     

10%氰霜唑悬浮剂对荔枝霜疫霉毒力测定与防治试验

10%氰霜唑悬浮剂是防治荔枝霜疫霉病的新型杀菌剂。室内毒力测定表明,10%氰霜唑悬浮剂对荔枝霜疫霉菌的抑菌效果明显,50μg/mL和100μg/mL的抑菌效果分别为91.04%和100%。2002-2004年田间药效试验表明,在荔枝挂果期用3000、2500倍液和2000倍液喷药3～4次,对成熟期果实霜疫霉病的防效为65.55%～79.29%,对贮藏期果实霜疫霉病的防效为65.59%～79.33%,均显著优于对照药剂80%代森锰锌可湿性粉剂500倍液的防效。     

几种杀菌剂防治荔枝霜疫霉病的田间药效试验

通过田间药效试验,结果表明,86.2%的氧化亚铜WP对荔枝霜疫霉病有较好的防效。在荔枝开花前、小果期、膨大期和转色期以1000倍液分别施药1次,其防效能达到85.71%,是一种防治霜霉病较理想的杀菌剂。     

烟草疫霉对甲霜·锰锌的抗性评价

为明确烟草疫霉对甲霜·锰锌的抗性水平,从云南省主要烟区采集、分离到28株烟草疫霉,采用菌丝生长速率法测定其对甲霜·锰锌的室内敏感性。结果表明,甲霜·锰锌对28株烟草疫霉的EC₅₀为1.00～5.54 mg/L,平均值为2.49 mg/L;敏感菌株数占供试总菌株数的67.86%,低抗菌株占32.14%,无中、高抗菌株;供试菌株中,菌株WS-12对甲霜·锰锌的抗性相对较强,抗性倍数为2.22,WS-2和QJ-74对甲霜·锰锌的敏感性较强,抗性倍数均为0.40。不同采集地菌株群体中低抗与敏感的比例差异明显,来自文山和临沧的菌株平均抗性水平为低抗,红河、昆明和曲靖的菌株均为敏感。总体看来,当前云南烟区烟草疫霉对甲霜·锰锌尚无明显抗性。     

泰国榴莲上棕榈疫霉的分离和鉴定

在对来自泰国的榴莲检验中分离到1株引起榴莲果皮和果肉变色、软腐的病原真菌。通过形态鉴定和核糖体ITS区DNA序列测定以及系统发育分析,最终将该病菌鉴定为棕榈疫霉(Phytophthora palmivora)。     

广聚萤叶甲Vg基因的鉴定及表达分析

卵黄原蛋白(vitellogenin, Vg)作为雌性多功能生殖蛋白, 为卵黄发生提供所需的储备能源。为明确Vg基因在广聚萤叶甲Ophraella communa生殖过程中的潜在作用, 本研究通过RT-PCR技术克隆得到广聚萤叶甲的3个Vg基因, 其OcVg1, OcVg2和OcVg3开放阅读框(ORF)分别为5 310、5 322 bp和5 298 bp, 对应编码1 768、1 772和1 764个氨基酸。其OcVgs蛋白具有LLTP超家族的保守结构域:LPD_N、DUF1943和VWD结构域; 多位于N-端的多聚丝氨酸区(polyserine domains), 保守的GL/ICG、R/KXXR/K、DGXR基序和C-端半胱氨酸残基等。构建系统进化树发现, OcVgs与鞘翅目昆虫聚为一支。时空表达分析发现, OcVgs基因在不同组织及发育阶段的表达动态相似, 在脂肪体中特异性高表达(P<0.05); 在成虫羽化后的性成熟阶段的表达量最高, 幼虫期的表达水平可以忽略不计(P<0.05)。研究结果为深入理解广聚萤叶甲生殖作用的分子机制奠定基础。     

玉米SPXs家族基因的鉴定与表达规律分析

SPXs(SPX-domain-containing proteins)家族基因在真核生物无机磷酸盐(Pi)的传感、信号转导和转运中发挥着重要作用,但玉米SPXs家族基因的相关研究未见报道.本研究利用生物信息学手段鉴定了15个玉米SPXs家族基因,通过系统进化和保守结构域分析将其分为SPX-EXS、SPX、SPX-Zi...     

假禾谷镰孢菌细胞自噬相关基因的鉴定与表达分析

细胞自噬是真核生物中一类包含多种进化保守的Atgs蛋白参与的蛋白质降解途径,该途径也参与多种植物病原真菌的产孢、孢子萌发和致病性过程。本研究利用模式物种已知的Atgs,通过生物信息学分析在假禾谷镰孢菌中鉴定到29个Atgs,分属29种不同蛋白类型。细胞自噬核心调控机制相关蛋白Atg1、Atg6、Atg8和Atg9的氨基酸序列系统进化分析结果显示,Atgs在丝状真菌间非常保守,符合物种进化的特点。通过假禾谷镰孢菌跟亲和与非亲和寄主转录组数据分析发现,与菌丝阶段相比26个Fp Atgs在侵染阶段的表达发生改变,其中Fp Atg1、2、3、4、5、7、8、9、13、22、23、28和Fp Vps34在侵染初期和中后期均诱导表达;Fp Atg6、14、17、20、24、29和Fp Vps15在侵染初期和中后期表达量均降低;Fp Atg10、11除在非亲和互作中后期表达量略有上调,其余阶段均显著下调表达;Fp Atg15、16在亲和互作初期诱导表达,其余阶段均下调表达;Fp Atg26、27在亲和互作初期下调表达,中后期诱导表达,而在非亲和互作初期表达量升高,到中后期下调表达。推测细胞自噬参与调控假禾谷镰孢菌的侵染过程。     

Identification of Colletotrichum siamense causing litchi pepper spot disease in mainland China

Litchi (Litchi chinensis) pepper spot disease results in black spotting symptoms on litchi fruits. This disease was first observed on litchi cultivar Guiwei, in Guangzhou, China, in 2009, and then found widespread in other litchi-growing regions of China. Colletotrichum isolates were consistently recovered from typical black spot lesions of diseased fruits with frequency ranging from 83% to 100%. Three representative Colletotrichum isolates from Maoming, Guangzhou and Shenzhen were selected for identification and pathogenicity testing in the field. Based on morphology and phylogenetic analysis using the ribosomal internal transcribed spacer region (ITS), glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH), calmodulin (CAL), actin (ACT), β-tubulin (TUB2) and glutamine synthetase (GS) gene sequences, the three isolates were identified as C. siamense. In the pathogenicity experiments, typical symptoms appeared on the inoculated litchi fruits, including black spots and green patches around these black spots. These symptoms were consistent with the symptoms originally observed in the field. Colletotrichum siamense was successfully reisolated from the typical black spot lesions of the inoculated litchi fruits. To the authors' knowledge, this is the first report on characterization of C. siamense as the causal agent of litchi pepper spot disease in mainland China by successful inoculation on fruits under field conditions.     

Characterization of mutations in the two-component histidine kinase gene that confer fludioxonil resistance and osmotic sensitivity in the os-1 mutants of Neurospora crassa

Osmotic-sensitive (os-1) mutant alleles in Neurospora crassa exhibit resistance to dicarboximides, aromatic hydrocarbons and phenylpyrroles. We have previously reported that the os-1 mutants can be classified into two groups based on their resistance to fungicides and osmotic stress: type I, which are highly resistant to iprodione and fludioxonil but moderately sensitive to osmotic stress, and type II, which are highly sensitive to osmotic stress but moderately resistant to fungicides. To explain the mechanism of resistance to these fungicides, we cloned and sequenced the mutant os-1 genes that encode putative osmo-sensing histidine kinase. Within the os-1 gene product (Os1p), the type I strains, NM233t and Y256M209, carried a stop codon at amino acid position 308 and a frameshift at amino acid position 294, respectively. These mutation sites were located on the upstream of histidine kinase and the response regulator domains of Os1p, strongly suggesting that type I strains are null mutants. The null mutants, NM233t and Y256M209, were highly resistant to iprodione and fludioxonil; thus Os1p is essential for these fungicides to express their antifungal activity. The amino acid changes in Os1p, 625Pro from Leu, 578Val from Ala, and 580Arg from Gly were found in the type II strains, M16, M155-1 and P5990, respectively. Os1p is novel in having six tandem repeats of 90 amino acids in the N terminal. Each amino acid change of the type II strains was located on the fifth unit of six tandem repeats. Type II strains with single amino acid changes were more sensitive to osmotic stress than the null mutants (type I), indicating that the amino acid repeats of Os1p were responsible for an important function in osmo-regulation.     

褐色橘蚜RR-2型表皮蛋白基因鉴定及功能分析

为明确褐色橘蚜Toxoptera citricida RR-2型表皮蛋白基因的数量、表达特性及其在发育中的潜在功能,运用转录组数据和生物信息学软件对其进行鉴定和分析,利用实时荧光定量PCR技术测定其在褐色橘蚜不同发育阶段、有翅/无翅成蚜及不同组织中的表达量,并利用RNAi方法探索其在褐色橘蚜生长发育过程中的潜在功能。结果显示,共筛选鉴定出45个CPR（cuticular protein with R&R Consensus）家族基因,其中33个有完整的开放阅读框,具RR-2型CPR家族特有的签名序列及与几丁质结合必需的酪氨酸和苯丙氨酸残基,推测这些序列编码的RR-2型CPR具有几丁质结合活性。系统发育分析表明大部分褐色橘蚜RR-2型CPR同源性较高。TcCPR10、TcCPR14、TcCPR28和TcCPR68基因在褐色橘蚜若虫蜕皮后表达量较高;TcCPR7、TcCPR10、TcCPR28和TcCPR57基因主要在褐色橘蚜胸腹部表达,在相同组织中TcCPR10和TcCPR68基因在有翅蚜中的表达量显著低于在无翅蚜中的表达量。TcCPR7和TcCPR68基因可被有效沉默,其表达量分别下调26.62%和66.34%,但仅TcCPR68基因的沉默可导致褐色橘蚜大量死亡,存活率仅为36.45%,极显著低于对照组。表明褐色橘蚜RR-2型CPR家族基因的表达具有较强的时空特异性,可能在不同虫态、不同组织中发挥着不同功能;TcCPR68基因可能在褐色橘蚜发育过程中起重要作用。     

玉米NF-YC亚基基因的鉴定与表达规律分析

0 引言 NF-Y(nuclear factor-Y,NF-Y)是一类与CCAAT基序结合的转录因子,由NF-YA、NF-YB和NF-YC 3个亚基组成[1-2].NF-YC参与并调控植物生长发育的进程以及在生物和非生物胁迫响应过程中起作用[3].AtNF-YC1通过与AtXTH21基因启动子区的CCAAT-box结合...