柑橘CsNCED3-2的克隆及其响应溃疡病菌侵染的表达分析

柑橘溃疡病是世界柑橘的一种重要病害,对柑橘产业造成严重的经济损失。对柑橘中9–顺式–环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)基因家族进行注释,并克隆出受柑橘溃疡病菌诱导表达的CsNCED3-2,确定了其表达模式。从柑橘全基因组公共数据库共注释出14个NCED基因家族成员,根据系统发育树和功能结构域将其分为4个亚类;CsNCED3-2其序列全长2 377 bp,开放阅读框1 830 bp,编码609个氨基酸,属于RPE65超家族成员和类胡萝卜素双加氧酶家族成员,是非分泌性蛋白;在‘晚锦橙’和‘金弹’叶片注射溃疡病菌后的各个时间点,‘晚锦橙’叶片中CsNCED3-2的相对表达量总体高于‘金弹’,并且两品种的相对表达变化呈相反趋势;与茎、叶和种子相比,CsNCED3-2在两品种果皮中表达量较高;两品种的CsN CED3-2上游启动子均含有参与植物激素和逆境应答相关的顺式作用元件ABRE(脱落酸响应)、TCA-element(水杨酸响应)、MYC/MYB(干旱响应)等,但数量和类型存在差异。     

柑橘HSP20家族基因鉴定及其响应溃疡病菌侵染表达分析

为探究HSP20在柑橘（Citrus L.）响应溃疡病菌（Xanthomonas citri subsp. citri,Xcc）侵染过程中发挥的作用,鉴定CsHSP20家族基因。生物学信息分析显示共有42个,分为11个亚族,分布在9条染色体上,编码135～373个氨基酸,蛋白分子量15.17～41.71 kD,等电点4.53～10.07,92.9%的基因没有或只有1个内含子,各亚族基因间有高度相似的结构和保守基序,每个基因的启动子都具有与激素或胁迫相关的顺式作用元件。其次,对感病的冰糖橙和抗病的枸橼C-05进行接种Xcc和40℃热胁迫处理,qRT-PCR结果显示CsHSP20家族中的HSP17.9、HSP23.3、HSP18.5和HSP18.0均上调表达,但抗感材料之间差异明显,HSP23.3在枸橼C-05中受Xcc上调表达水平极显著,该结果与受Xcc侵染的转录组结果一致。在冰糖橙叶片瞬时超表达候选基因,Xcc定量分析结果显示枸橼C-05的HSP23.3抑制Xcc繁殖速度更明显。     

柑橘MAPK基因的生物信息及其响应溃疡病菌侵染的表达分析

为挖掘柑橘溃疡病抗性关键基因,对柑橘促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)基因家族进行注释和功能域分析,明确了CsMPK1、CsMPK3、CsMPK4、CsMPK6和CsMPK19的组织表达特异性和在抗病品种‘金弹’(Fortunella japonica Swingle)和感病品种‘晚锦橙’(Citrus sinensis Osbeck)中受病原菌(Xanthomonas citri subsp.citri,Xcc)诱导的表达情况;并对CsMPK19进行了生物信息分析。共注释出12个柑橘MAPK基因家族成员,根据系统发育树将其分为3个亚类,均含有促分裂原活化蛋白激酶(Pkinase)功能结构域。其中CsMPK1、CsMPK3、CsMPK4-1和CsMPK6在果实中表达水平较高,CsMPK19在叶片中表达量相对较高。CsMPK1的表达在溃疡病抗(感)品种中均受病原菌强烈诱导,且在感病品种中上调的幅度高于抗病品种;CsMPK3和CsMPK6仅在感病品种中病原菌处理早期有较强烈的响应;CsMPK4-1和CsMPK4-2的表达在感病品种中受病原菌诱导上调,而在抗病品种中病原菌处理后低于水处理对照;...     

柑橘4个WRKY转录因子基因的克隆及其响应柑橘溃疡病菌侵染的表达分析

以纽荷尔脐橙和四季橘为试验材料,基于溃疡病菌诱导的柑橘转录组数据库,利用PCR方法克隆获得4个WRKY家族基因Cs WRKY22、Cs WRKY50、CsWRKY72-1和CsWRKY72-2的cDNA全长序列。序列分析结果表明,这4个基因的cDNA全长分别为1 123、1 312、1 809和2 208 bp,开放阅读框长度分别为921、480、1 809和1 767 bp,各编码306、159、602和588个氨基酸。氨基酸序列和结构分析显示,这4个基因属于第Ⅱ类WRKY蛋白。进化树分析显示,所克隆的4个柑橘WRKY蛋白与可可、葡萄等WRKY蛋白亲缘关系较近。亚细胞定位显示,所克隆的4个WRKY基因定位于细胞核,与亚细胞定位预测相符。对纽荷尔脐橙和四季橘中4个基因受溃疡病菌诱导的表达分析表明,CsWRKY22参与寄主的感病反应,而CsWRKY50参与抗溃疡病的免疫应答反应。柑橘溃疡病菌能抑制CsWRKY72-1和CsWRKY72-2介导的寄主基础免疫。水杨酸(SA)和茉莉酸甲酯(MeJA)处理表明,4个Cs WRKY基因均不参与SA和MeJA介导的寄主抗病和抗逆反应。     

CsWRKY22启动子的克隆及响应柑橘溃疡病菌侵染的表达特征

由柑橘黄单胞杆菌致病变种(Xanthomonas citri subsp. citri,Xcc)引起的柑橘溃疡病严重危害着柑橘产业的健康可持续发展。前期研究表明,CsWRKY22可能是溃疡病感病基因。从‘晚锦橙’(Citrus sinensis Osbeck)中克隆了CsWRKY22的两个等位启动子pCsWRKY22-1和pCsWRKY22-2,长度分别为1 428和1406bp。序列分析表明两个等位启动子序列一致性为91.76%。两个等位启动子含有多种参与植物防御反应和生长发育的顺式作用元件,相同元件的数量和位置基本一致,不同的是,在TATA-box下游,pCsWRKY22-1含有2个22 bp长的TA-rich转录增强序列,而pCsWRKY22-2只含有1个。构建CsWRKY22启动子控制GUS报告基因的植物表达载体pC sW RKY22::GUS,并用农杆菌介导法转化‘晚锦橙’,经GFP活性检测和PCR鉴定获得pCsWRKY22-1::GUS和pCsWRKY22-2::GUS转基因植株各8株和4株。GUS组织化学染色、GUS酶活性及定量PCR分析表明,CsWRKY22启动子具有较强的机械伤诱导活性和柑橘溃疡病病原菌诱导活性,同时具有一定水平的基础表达特性。pCsWRKY22-1机械伤诱导活性高于pCsWRKY22-2,而pCsWRKY22-2溃疡病菌诱导活性高于pCsWRKY22-1。     

沃柑叶片响应柑橘溃疡病菌侵染的转录组分析

【目的】了解沃柑叶片响应柑橘溃疡病侵染的分子机制及易感品种与柑橘溃疡病菌的互作应答机制,筛选出柑橘溃疡病菌危害沃柑叶片时的相关应答基因,为抗性育种提供基因基础。【方法】以接种溃疡病菌后0、2、4、6和8 d的沃柑叶片为试材,利用Novaseq 6000平台进行转录组双向测序,并对数据进行生物信息学相关性分析。【结果】接种无菌水（CK）后0、2、4、6和8 d获得的Clean reads分别是48 482 127、47 270 288、50 998 549、53 201 972和47 924 731条,接种柑橘溃疡病菌（JZY）后0、2、4、6和8 d获得的Clean reads分别是51 042 967、49 552 248、46 734 029、47 940 345和45 371 891条。接种后0、2、4、6和8 d的上调差异表达基因数量分别为1、947、1081、656和2108个,下调差异表达基因数量分别为1、343、753、303和1908个。在接种后2、4、6和8 d有374个基因均表达差异,其中上调基因为61个,下调基因为313个。GO功能富集分析结果显示,沃柑叶片响应溃...     

柑橘CsMYB41和CsMYB63响应溃疡病菌侵染的表达

MYB转录因子不仅在植物生长发育中起着重要作用,且在植物抗病反应中承担着重要的调节功能。本研究中以溃疡病感病品种纽荷尔脐橙（Citrus sinensis Osbeck）和抗病品种四季橘（C. madurensis）为材料,基于前期构建的溃疡病诱导柑橘转录组数据库,筛选获得2个受柑橘溃疡病菌Xanthomonas citri subsp. citri(Xcc)显著诱导的MYB基因：CsMYB41(Cs1g06220)和CsMYB63(Cs4g12760)。利用PCR技术克隆了纽荷尔脐橙的CsMYB41和CsMYB63,并对其结构特征及表达特性进行分析。PCR克隆测序分析发现,这2个基因的全长分别为1 304 bp、1 398 bp,开放阅读框（ORF）为1 047 bp、1 170 bp,各编码349、390个氨基酸。蛋白质同源序列比对和结构分析表明,这2个基因属于MYB类转录因子家族中的R2R3-MYB亚家族;进化树分析表明,CsMYB41和CsMYB63蛋白分别与可可、蓖麻等MYB41和MYB63蛋白高度同源。亚细胞定位结果显示,CsMYB41和CsMYB63定位在细胞核中。实时荧...     

柑橘响应溃疡病菌转录因子基因CsAP2-09的克隆与功能分析

对柑橘中AP2转录因子进行注释,并克隆柑橘溃疡病相关的Cs AP2-09,研究外源水杨酸、茉莉酸甲酯、乙烯利、机械损伤以及溃疡病菌对该基因的诱导表达,确定其表达模式。从柑橘全基因组公共数据库一共注释出12个AP2成员,据系统发育和结构可以将其分为4个亚类;可能与抗、感溃疡病相关的Cs AP2-09基因全长4 159 bp,开放阅读框1 467 bp,编码488个氨基酸,具有典型的AP2结构,同时也具有一些结构特殊性;该基因在细胞核中优势表达,与定位信号预测结果吻合;上游启动子元件含多个与植物逆境或激素应答相关的顺式作用元件,如BOX-W1、CGTCA-motif、TCA-element、WUN-motif等;诱导结果表明Cs AP2-09对外源水杨酸、茉莉酸甲酯、乙烯利及机械损伤均有响应;柑橘溃疡病菌侵染可诱导抗病品种四季橘中此基因明显上调表达,而在感病品种纽荷尔中变化趋势不显著。上述研究表明Cs AP2-09是一个响应溃疡病菌侵染的,可作为研究柑橘抗溃疡病的候选基因。目前已将其在锦橙中超表达,共筛选出8个转基因植株,后期将对其进行抗病性评价以确定其分子育种价值。     

柑橘响应黄龙病菌侵染的NAC基因的克隆及表达分析

挖掘柑橘抗黄龙病（Huanglongbing,HLB）基因是抗病育种的基础和关键。以感染黄龙病菌亚洲种Candidatus Liberibacter asiaticus(CLas)早期（2个月）锦橙根和叶片中脉比较转录组数据为基础,筛选到9个响应柑橘黄龙病侵染诱导的NAC基因,从中选3个差异表达水平较高的基因克隆,分别命名为Cs NAC21/22、Cs NAC68和Cs NAC78。生物信息分析表明3个基因均符合NAC基因家族的特征;烟草亚细胞定位结果表明,Cs NAC68定位在细胞核,Cs NAC21/22和Cs NAC78定位在细胞核和细胞质。实时荧光定量PCR(q RT-PCR)分析表明,3个候选基因在易感HLB的锦橙、耐病的马蜂柑和高耐病的九里香的组织和病原菌诱导表达特征呈现明显差异。以健康植株为对照,Cs NAC68和Cs NAC78主要在锦橙的根中响应CLas感染,显著上调表达,Cs NAC68在九里香叶肉和马蜂柑根中响应CLas感染,显著上调表达;Cs NAC21/22主要在锦橙根和马蜂柑叶肉中显著下调表达。以‘锦橙’叶片为试材通过q RT-PCR分析候选基因响应SA、J...     

溃疡病菌侵染早期柑橘细胞程序性死亡的响应特征及机制

为进一步研究柑橘溃疡病抗性与细胞程序性死亡的关系,以高感品种晚锦橙(甜橙类,Citrus sinensis Osbeck)和高抗品种金弹(金柑类,Fortunella crassifolia Swingle)为试材,从抗性特征、发病早期的相关信号变化、抗氧化酶活性和基因表达变化等方面探讨柑橘细胞程序性死亡响应溃疡病菌(Xanthomonas citri subsp. citri)侵染的特征及机制。接种溃疡病菌后,晚锦橙叶片出现明显的海绵状凸起,为典型的溃疡病症状;而金弹则出现超敏化反应细胞坏死症状。接种前,过氧化氢(H₂O₂)在金弹中的基础水平较晚锦橙高;接种后,两品种的H₂O₂含量均上升,但金弹上升幅度高于晚锦橙。随着H₂O₂水平升高,代表膜脂过氧化程度的丙二醛(MDA)含量在两个品种中均增加,但金弹中增加幅度更大。抗氧化酶系统中的超氧化物歧化酶(SOD)活性在晚锦橙和金弹叶片中均呈下降趋势;过氧化氢酶(CAT)活性在两个品种中均提高且差异不大;过氧化物...     

甜橙SWEET2a促进柑橘溃疡病菌侵染

柑橘溃疡病菌（Xanthomonas citri subsp. citri,Xcc）侵染感病种质冰糖橙叶片后,在侵染部位形成典型的火山口凸起症状,但在抗病种质枸橼C-05叶片侵染部位呈现逐渐褐色坏死,未形成溃疡病典型症状。基于前期冰糖橙和枸橼C-05叶片接种Xcc的转录组测序结果,分析鉴定的20个甜橙SWEET受Xcc诱导表达变化,结果显示SWEET2a和SWEET17d在冰糖橙中受Xcc诱导上调表达,SWEET12b在枸橼C-05中受Xcc诱导上调表达;实时荧光定量PCR验证,SWEET2a在冰糖橙叶片中受Xcc诱导高表达而在枸橼C-05叶片中表达变化不显著;SWEET2a在不同柑橘种质同源基因编码的氨基酸序列相似性为94.6%,其启动子顺式作用元件在冰糖橙和枸橼C-05中的种类和数量存在较大差异。冰糖橙和枸橼C-05叶片瞬时过表达结果显示,SWEET2a促进Xcc的繁殖,且拟南芥过表达转基因株系接种毒性菌Pst.DC3000(Pseudomonas syringae tomato DC3000)后,单位叶面积菌含量显著高于野生型。SWEET2a蛋白部分定位于质膜,表明SWEET2a...     

柑橘溃疡病菌噬菌体的分离鉴定

从中国9个地区采集柑橘溃疡病样本,并通过单菌落形态,PCR特异性引物和16S rDNA测序对地毯草黄单胞菌柑橘致病变种进行分离鉴定,获得17株目标菌.以地毯草黄单胞菌柑橘致病变种标准菌株ACCC 03526为宿主菌,采用双层平板法从南京市污水样本中分离其噬菌体,获得1株地毯草黄单胞菌柑橘致病变种烈性噬菌体,命名为Xac...     

基于重组酶聚合酶扩增技术（RPA）的柑橘溃疡病菌检测方法

根据柑橘溃疡病菌(Xanthomonas citri ssp. citri,Xcc)基因组的保守序列设计特异引物,通过对引物浓度、反应温度和反应时间条件优化,建立了柑橘溃疡病菌重组酶聚合酶扩增(Recombinase polymerase amplification,RPA)检测方法。该方法无需PCR仪等复杂设备,在39℃恒温反应30 min即可完成检测过程,快速简便。该检测方法与其他柑橘病原无交叉反应,特异性强;检测灵敏度是普通PCR的100倍,与实时荧光定量PCR基本一致。对71个柑橘样品进行检测,RPA检测出溃疡病阳性样品22个,与PCR、实时荧光定量PCR检测结果一致。     

响应黄龙病侵染的柑橘乙醇脱氢酶基因CsADH1的克隆与表达分析

对前期在感染黄龙病的‘晚锦橙’中发现的明显差异表达的柑橘乙醇脱氢酶(CsADH1)基因进行克隆测序分析,结果表明,CsADH1的CDS序列长为1143bp,编码380个氨基酸。蛋白质结构预测显示,CsADH1含有乙醇脱氢酶Gro ES(ADH_N)和ADH_zinc_N保守结构域。进化树分析显示,CsADH1蛋白与拟南芥、蓖麻和中国莲的ADH蛋白亲缘关系最近。亚细胞定位结果显示,CsADH1蛋白定位在细胞质中。以感病‘晚锦橙’的根和叶脉为材料,q PCR分析显示CsADH1在感病根和叶脉中均上调表达,且根中的表达水平是叶脉中的10倍。离子胁迫试验和外源植物生长调节剂诱导试验表明,Zn、水杨酸(SA)、生长素(IAA)和脱落酸(ABA)均显著诱导CsADH1上调表达,并且根中的表达水平明显高于叶中。本结果表明,CsADH1可能在柑橘根响应黄龙病菌侵染中起着重要作用。     

柑橘响应黄龙病侵染的韧皮部蛋白2基因CsPP2B15的克隆与表达分析

黄龙病病原菌诱导柑橘筛孔胼胝体过度积累是其致病的一个重要因素。柑橘韧皮部蛋白（Phloem Protein,PP）在筛孔胼胝体积累中起着重要作用。为研究柑橘韧皮部蛋白响应黄龙病亚洲种（Candidatus Liberibacter asiaticus,CLas）侵染的功能,克隆获得了一个响应黄龙病侵染差异表达的PP基因CsPP2B15的编码区和长1.5 kb的启动子序列,并以高感品种锦橙和耐病品种酸柚老叶和嫩叶为材料,进行基因表达分析。结果发现,CsPP2B15在高感品种锦橙嫩叶中受CLas诱导显著上调表达,而在耐病品种酸柚嫩叶中受CLas诱导显著下调表达,且在叶肉中的表达量显著高于叶脉。嫩叶和嫩梢被认为是柑橘响应黄龙病侵染的早期原初侵染部位。因此,CsPP2B15可能在CLas侵染柑橘早期中起重要作用。CsPP2B15启动子的顺式作用元件预测分析发现,CsPP2B15启动子含有许多与逆境和激素有关的顺式作用元件。进一步构建了CsPP2B15启动子控制GUS报告基因的植物表达载体,转化枳[Poncirus trifoliata（L.）Raf.]上胚轴。GUS组织化学染色和GUS酶活性测定均表明,CsPP2B15启动子具有较强的韧皮部组织特异性。     

唐菖蒲茉莉素受体基因GhCOI1的克隆与表达分析

通过RACE技术在唐菖蒲(Gladiolus hybridus)品种‘Rose Supreme’的籽球苗叶片中克隆得到茉莉素受体COI1基因的c DNA序列,命名为Gh COI1。该基因全长为2 603 bp,包含一个编码613个氨基酸的开放阅读框,5′utr和3′utr分别为484 bp和277 bp,预测的蛋白质分子量为69.46 k D;其氨基酸序列具有典型的F-box基序和LRRs结构域。同源比对和系统进化树的分析结果表明,Gh COI1与番茄Le COI1氨基酸序列的相似性最高,达到64.3%;与水稻Os COI1的亲缘关系最近。利用实时荧光定量PCR分析基因表达的结果表明,Gh COI1在唐菖蒲叶片中的相对表达量最高,根中其次,匍匐茎、新球、籽球、花瓣、雄蕊、雌蕊里中的相对表达量较低,推测在唐菖蒲中存在器官专一性表达的COI1同源基因。采用0.05、0.1和0.5 mmol·L-1 Me JA喷施处理唐菖蒲叶片,检测到施用0.1 mmol·L-1 Me JA可显著上调Gh COI1的表达。同时伴随此浓度Me JA处理时间的增加,12 h内Gh COI1的表达量呈现先上升再下降后上升的趋势。洋葱表皮细胞瞬时表达结果表明Gh COI1蛋白定位于细胞质和质体中。本研究中初步验证了Gh COI1在茉莉素信号途径中的作用。     

脐橙CsNAC基因的克隆及其在果实贮藏过程中的表达分析

从脐橙(Citrus sinensis Osbeck)果皮褐变相关基因的cDNA抑制差减文库中,筛选了一个与NAC基因家族同源的EST序列,通过RACE技术成功克隆了CsNAC基因全长cDNA序列共1 203 bp,并对其进行了序列分析。结果表明,CsNAC包含一个918 bp的开放阅读框(ORF),编码305个氨基酸,预测的蛋白质分子量为35.2 kDa,等电点为6.72;CsNAC蛋白N端具有一个高度保守的NAC结构域;进化树分析表明CsNAC属于NAC蛋白家族的ATAF亚家族,可能参与胁迫反应。荧光定量PCR表达分析结果表明,CsNAC在果实贮藏过程中,随着果皮褐变的发生,与对照相比褐变果皮中的表达水平明显增强。说明CsNAC基因与脐橙果实的果皮褐变具有密切关系。     

蕙兰CfAOC基因的克隆及表达分析

以野生蕙兰为试材,利用分子手段解析CfAOC(allene oxide cyclase,丙二烯氧化物环化酶)在蕙兰花香合成途径中的作用,同时为揭示蕙兰花香合成的分子机制提供理论依据。结果表明:分别以蕙兰基因组DNA和cDNA为模板PCR扩增出CfAOC基因的全长序列和CDS序列,比较发现CfAOC基因由3个外显子和2个内含子构成,亚细胞定位预测该蛋白位于叶绿体中,氨基酸序列分析显示该基因编码的蛋白含有保守的丙二烯氧化物环化酶结构域,进化树结果也表明CfAOC与其它植物的AOC同源性较高,都参与茉莉酸及其衍生物的合成代谢。CfAOC基因的时空特异性表达分析发现该基因在蕙兰盛花期时的花中表达量最高,暗示该基因可能与蕙兰花香合成有关。     

红肉脐橙番茄红素β-环化酶基因的克隆及其在大肠杆菌中的功能表达

以'红肉脐橙'(Citrus sinensis Osbeck'Cara Cara')果实中分离的mRNA为模板,经RT-PCR扩增到约1.6 kb的番茄红素β-环化酶(lycopene β-cyclase,Leyb)cDNA片段.序列分析表明,该cDNA长1 654 bp,包含两个转录本Lcyb1和Lcyb2,最大开放读码框均为1 512 bp,可编码504个氨基酸.通过PCR方法获得红肉脐橙Lcyb1和Lcyb2 cDNA编码区全长,构建了Lcyb1和Lcyb2的原核表达载体pET-CitL-cyb1和pET-CitLcyb2,并通过颜色互补试验证实表达的融合蛋白6×His-Lcyb1和6×His-Lcyb2均可将番茄红素转化为β-胡萝卜素.     

番茄茉莉酸缺失突变体灰霉菌侵染响应miRNA及其表达分析

为揭示miRNA对番茄灰霉菌胁迫的响应机制,以番茄茉莉酸(JA)缺失突变体def1、spr2及其野生型(CM)为试验材料,构建了3个材料接种灰霉菌前后(0 h、48 h)2个时期的miRNA文库,并采用Illumina平台测序,对测序数据进行生物信息分析,结合实时荧光定量检测目的 miRNA及其预测的靶基因表达情况。结果表明灰霉菌侵染番茄后,JA缺失突变体def1和spr2的病情指数显著高于CM,H₂O₂含量低于CM。高通量测序鉴定了130个已知miRNA和811个新miRNA。进一步筛选出8个保守miRNA(Sly-miR156e-3p、Sly-miR166c-5p、Sly-miR171f、Sly-miR172b、Sly-miR319a、Sly-miR390b-5p、Sly-miR399b、Sly-miR482d-5p),其在6个样本中表达模式各异。预测差异miRNA靶基因122个,结合qRT-PCR技术分析了8个miRNA和8个靶基因的表达情况,与高通量测序结果基本一致。推测Sly-miR156e-3p、Sly-miR390b-5p、Sl...