甘蔗镰孢菌质子偶联寡聚肽转运蛋白基因FsPTR2E的功能研究

甘蔗镰孢菌(Fusarium sacchari)是引起甘蔗梢腐病的主要病原菌之一,明确其致病机理对于探寻甘蔗梢腐病防治策略具有重要意义。质子偶联寡聚肽转运蛋白由质子移动力提供能量,转运二肽、三肽等氮源,在生物体生长发育过程中发挥着至关重要的作用。本文对F.sacchari中一个与质子偶联寡聚肽转运蛋白编码基因高度同源的基因FsPTR2E在病菌大型分生孢子形成过程及侵染阶段的表达模式进行分析,同时对FsPTR2E敲除突变体(ΔFsPTR2E)的主要生物学特性进行研究。结果表明,1)同在常规培养基(PDA)上相比,F.sacchari在大型分生孢子诱导培养基上培养24～72 h,FsPTR2E的表达量显著升高;2)F.sacchari侵染寄主72 h时,FsPTR2E的表达量和菌丝阶段相比显著下降;3)敲除FsPTR2E不影响病菌生长、孢子萌发以及对逆境胁迫的响应,但是敲除突变体ΔFsPTR2E的大型分生孢子和小型分生孢子的产量和野生型菌株相比均显著降低;4)ΔFsPTR2E的致病力较野生型菌株显著增强;5)同野生型菌株一样,ΔFsPTR2E可以在以二肽为唯一氮源的培养基上正常生长。这些结...     

蔗糖水解酶注释基因XC0805与野油菜黄单胞菌8004菌株的蔗糖利用及致病相关

 野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris pv.campestris,Xcc)是造成十字花科植物减产的重要病原菌,其通过水孔或伤口进入植物体内并在维管束中快速繁殖。光合产物(蔗糖)的运输主要依靠植物维管组织,同时蔗糖也是维管组织重要的能量来源。本研究利用生物信息学和遗传学等方法对Xcc中参与蔗糖利用的基因进行了分析,并研究了这些基因与其致病力的关系。Xcc 8004菌株中注释的参与蔗糖分解蛋白的编码基因有XC1002、XC1642、 XC1645和XC0805。 XC1002和XC1642的编码产物属于糖苷水解酶GH97蛋白超家族,而XC1645和XC0805的编码产物则属于GH13家族。突变分析发现除XC0805外,其他3个都不影响Xcc的蔗糖利用能力。接种实验表明,XC0805参与Xcc的侵染或在植物体内的生长,其他3个不参与致病过程。另外,Xcc 8004中预测参与蔗糖转运的基因(XC0806和XC0807)突变并不影响细菌的蔗糖利用和致病力,表明其可能存在其他的蔗糖转运通路。上述结果说明XC0805可能是Xcc 8004主要的蔗糖水解酶基因,且在致病中起重要作用。     

蔗糖水解酶注释基因XC0805与野油菜黄单胞菌8004菌株的蔗糖利用及致病相关

 野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris pv.campestris,Xcc)是造成十字花科植物减产的重要病原菌,其通过水孔或伤口进入植物体内并在维管束中快速繁殖。光合产物(蔗糖)的运输主要依靠植物维管组织,同时蔗糖也是维管组织重要的能量来源。本研究利用生物信息学和遗传学等方法对Xcc中参与蔗糖利用的基因进行了分析,并研究了这些基因与其致病力的关系。Xcc 8004菌株中注释的参与蔗糖分解蛋白的编码基因有XC1002、XC1642、 XC1645和XC0805。 XC1002和XC1642的编码产物属于糖苷水解酶GH97蛋白超家族,而XC1645和XC0805的编码产物则属于GH13家族。突变分析发现除XC0805外,其他3个都不影响Xcc的蔗糖利用能力。接种实验表明,XC0805参与Xcc的侵染或在植物体内的生长,其他3个不参与致病过程。另外,Xcc 8004中预测参与蔗糖转运的基因(XC0806和XC0807)突变并不影响细菌的蔗糖利用和致病力,表明其可能存在其他的蔗糖转运通路。上述结果说明XC0805可能是Xcc 8004主要的蔗糖水解酶基因,且在致病中起重要作用。     

湘西地区川东獐牙菜上茄粗额蚜的发生与温度的关系

茄粗额蚜Aulacorthum solani Kaltenbach是湘西地区川东獐牙菜上的重要害虫,为揭示温度对其生长发育的影响,在室内研究了温度对其各虫期发育进度、存活及生殖的影响,并运用数学模型进行拟合.结果表明,茄粗额蚜1～4龄若虫发育起点温度比较整齐,平均为9.49±0.99 ℃,有效积温为91.98±2.46日·度,相关系数r=0.9850.完成整个世代发育的最适温度为22.25℃,发育的最低、最高温度分别是2.35℃和30.08℃.温度在接近最适发育温度时,无翅型比例最大,有翅型很少.茄粗额蚜在湘西地区发生的理论代数为27～29代.     

褐飞虱在华中地区不同主栽水稻品种上的生活史和种群动态

为明确褐飞虱Nilaparvata lugens对华中地区不同主栽水稻品种的适合度,利用两性生命表分析华中地区的5个主栽水稻品种C两优、岳优、深两优、华两优和红良优对褐飞虱生活史参数的影响,并模拟取食5个水稻品种后褐飞虱的种群动态。结果表明:不同水稻品种对褐飞虱的生长发育和繁殖存在显著影响,取食华两优和红良优的褐飞虱雌成虫寿命分别为10.73 d和11.43 d,显著短于取食C两优(14.71 d)、岳优(15.34 d)和深两优(14.52 d)时;取食红良优的褐飞虱雌成虫产卵量为108.30粒,较取食C两优(237.90粒)、岳优(218.40粒)和深两优(179.60粒)显著减少。褐飞虱取食红良优后,其种群净增殖率和世代周期均显著低于取食C两优和岳优时;而其种群内禀增长率和周限增长率均显著低于取食岳优时。表明华中地区5个主栽水稻品种中红良优可显著降低褐飞虱的繁殖力和种群参数,褐飞虱对红良优的适合度最低,可作为华中地区主栽水稻来防控褐飞虱。     

ABC转运蛋白BcAtm1参与灰葡萄孢分生孢子萌发及对寄主植物的侵染

 灰葡萄孢 (Botrytis cinerea)引起的灰霉病可在200多种植物上发生,每年造成全世界高达近千亿美元的损失。Atm1是一种在真核生物中进化保守的线粒体内膜ABC转运蛋白,主要通过向细胞质转运Fe/S簇参与维持细胞的正常生命活动,但Atm1在病原菌致病过程中的作用至今仍不清楚。本研究筛选到一株灰葡萄孢ATM1被T-DNA标记的致病缺陷突变体,并在野生型中对该基因实施了敲除。表型分析发现,突变体ΔBcatm1的分生孢子萌发缓慢且不同步,培养4 h的萌发率只有10%(野生型超过90%),直到12 h,萌发率才接近90%;突变体菌丝生长速度减慢,只能达到野生型水平的67%;菜豆成熟叶片离体接种实验显示,突变体ΔBcatm1基本丧失了致病能力,侵入寄主后只能在接种点附近引发微小的病斑,病斑面积只能达到野生型的10%左右。将完整的BcATM1基因重新导入突变体ΔBcatm1可以完全或部分恢复上述异常表型。本研究结果表明BcATM1是一个关键的致病相关基因,参与了灰葡萄孢分生孢子的萌发、菌丝生长及侵染寄主等过程。     

线粒体羧酸盐转运蛋白BcMito-TTP参与灰葡萄孢致病、产孢及菌核发育的研究

 灰葡萄孢菌(Botrytis cinerea)可侵染1 400多种植物,给全世界农作物生产造成了严重的损害。BcMito-TTP蛋白是一种进化保守的线粒体羧酸盐转运蛋白,酿酒酵母中研究发现该羧酸盐转运蛋白主要负责催化柠檬酸盐通过线粒体内膜流出以交换羧酸盐H⁺离子等。本研究通过对BcMito-TTP基因进行敲除和功能互补发现,与原始菌株相比,敲除转化子生长速度没有差异,但产孢量有所降低,致病力明显减弱,菌核形成进程推迟。BcMito-TTP敲除转化子在添加CH₃COONa培养基中生长速度变慢且将BcMito-TTP基因互补可以恢复上述生物学性状。推测BcMito-TTP蛋白的缺失阻碍了CH₃COONa在灰葡萄孢体内的运输继而影响其孢子和菌核的形成,BcMito-TTP 基因参与灰葡萄孢致病力分子机制正在进一步研究之中。