一个水稻新的NAC转录因子OsNAC3功能的初步研究

OsNAC3是水稻NAC转录因子家族的一个成员,受MeJA、干旱、盐及冷胁迫诱导表达。OsNAC3与绿色荧光蛋白GFP的融合蛋白定位在烟草细胞核中。OsNAC3在酵母中具有转录激活活性,且转录激活域位于其C端;酵母双杂交和pull down证实OsNAC3可以形成同源二聚体。采用凝胶阻滞的分析方法,明确OsNAC3在体外能与NAC识别序列NACRS特异结合。研究结果为进一步揭示OsNAC3的生物学功能打下了基础。     

三个水稻逆转座子相关基因的逆境响应特征

 逆转座子是植物基因组的重要成分, 对基因组的大小、结构、功能和进化都有重要影响。研究表明多种生物和非生物逆境胁迫可以激活植物逆转座子的转录, 但其调控机制和功能还属未知。本研究从稻瘟菌侵染后云南地方水稻品种月亮谷的基因转录谱中筛选出3个逆转座子相关基因, 通过RT PCR分析了逆境胁迫处理对其表达水平的影响。结果表明, 稻瘟病菌、水杨酸、2, 4 D和NaCl处理水稻苗都能诱导这3个基因的快速转录, 表明这3个基因能够同时响应生物逆境和非生物逆境, 是研究该类逆转座子表达调控的良好候选基因。通过生物信息学分析还发现, 它们在月亮谷基因组中没有发生大的结构变异;且在水稻基因组中都具有与植物抗病相关的旁系同源物, 意味着其表达后可能对抗性产生影响, 因此, 这些基因在逆境和非生物逆境中的表达模式和功能值得关注。     

Genetic analysis of an attenuated <Emphasis Type="Italic">Papaya ringspot virus</Emphasis> strain applied for cross-protection

Papaya ringspot virus (PRSV) HA 5-1, a nitrous acid-induced mild mutant of severe strain HA, widely applied for control of PRSV by cross-protection, was used to study the genetic basis of attenuation. Using infectious clones, a series of recombinants was generated between HA 5-1 and HA and their infectivity was analyzed on the systemic host papaya and the local lesion host Chenopodium quinoa. The recombinants that contained mutations in P1 and HC-Pro genes caused attenuated infection on papaya without conspicuous symptoms, similar to HA 5-1. The recombination and sequence analyses strongly implicated two amino acid changes in the C-terminal region of P1 and two in HC-Pro of HA 5-1 involved in the attenuated infection on papaya. The recombinants that infected C. quinoa plants without local lesions contained the same mutations in the C-terminal region of HC-Pro for attenuated infection on papaya. We conclude that both P1 and HC-Pro bear important pathogenicity determinants for the infection on the systemic host papaya and that the mutations in HC-Pro affecting pathogenicity on papaya are also responsible for the inability to induce hypersensitive reaction on C. quinoa.     

灰飞虱冠蛋白的基因克隆与表达分析

灰飞虱Laodelphax striatellus冠蛋白属于WD40重复超家族成员,主要通过结合肌动蛋白调控细胞骨架的动态聚合与解聚。本研究通过RT-PCR克隆并获得了灰飞虱3个冠蛋白coronin 1A、coronin 2B和coronin 7的基因CDS区。系统进化树分析显示,这3个冠蛋白分别属于3个分支,且与褐飞虱Nilaparvata lugens的3个冠蛋白同源性最高,氨基酸序列相似性分别为99.2%、88.2%和82.5%。荧光定量PCR检测结果显示,coronin 1A在成虫中的转录水平显著高于2龄、4龄若虫,coronin 2B在雄虫中的转录水平显著高于2龄、4龄若虫和雌虫,coronin 7在雌虫中的转录水平显著高于2龄、4龄若虫和雄虫。而3个冠蛋白基因在唾液腺中的转录水平都显著高于肠道。灰飞虱携带水稻条纹病毒(rice stripe tenuivirus, RSV)后体内3个冠蛋白基因的转录水平显著高于对照,说明冠蛋白可能在灰飞虱传播RSV过程中发挥一定作用,研究结果为深入探究冠蛋白的功能奠定了基础。     

稻曲病菌bZIP转录因子UvbZIP12的功能研究

 稻曲病是由稻绿核菌(Ustilaginoidea virens)侵染水稻穗部引起的真菌病害,严重影响稻米的产量和品质。bZIP转录因子参与多种植物病原菌的生长发育和致病过程。稻曲病菌中有28个bZIP转录因子,但其具体功能尚未被研究。本研究对bZIP转录因子UvbZIP12在稻曲病菌生长发育和致病过程中的功能进行分析。稻曲病菌接种水稻后,UvbZIP12基因表达量逐渐升高,在接种后3 d和5 d时具有最高表达量。对UvbZIP12基因的敲除转化子分析发现,敲除转化子ΔUvbZIP12在PSA、PDA、YTD培养基上生长速率显著加快,菌丝干重显著增加;产孢量减少;对NaCl和sorbitol的耐受性增强,对SDS、CR、CFW和H₂O₂的耐受性减弱;对水稻的致病力无明显变化。结果表明,稻曲病菌UvbZIP12参与调控生长发育和对非生物胁迫的耐受性,但不参与致病。     

8个WRKY转录因子在水稻叶片生长和抗病过程中的表达分析

 WRKY是植物体内最大的转录因子家族之一, 其成员在植物生长发育和抗逆过程中发挥重要作用。为了解水稻WRKY的功能, 本研究利用蛋白质免疫印迹(western blotting, WB)技术, 检测了8个WRKY转录因子在水稻叶片生长和Xa21介导的抗白叶枯病过程中的表达丰度变化。结果表明:OsWRKY12、43、55和86在苗期表达量较低, 随叶片的生长表达逐步增加;OsWRKY50和84在苗期叶片中的表达量相对较高, 成熟期下降;未检测到OsWRKY40/64和52在叶片中的表达。在Xa21介导的白叶枯病抗性反应中, OsWRKY40/64、50和52受白叶枯病菌诱导表达, OsWRKY84受侵染后表达量上调, OsWRKY12、43、55和86在抗病过程中没有检测到表达丰度的变化。进一步比较这些转录因子在抗、感和对照(Mock)反应中的表达, 发现抗、感反应间蛋白质的表达变化是相似的。研究结果提示:OsWRKY12、43、55和86可能在叶片正常生长中发挥作用;OsWRKY40/64和52可能在水稻-白叶枯病菌互作过程中发挥作用;OsWRKY50和84则在叶片生长和抗白叶枯病过程中都有一定的功能。     

西瓜噬酸菌MarR家族转录因子Aave_3922的功能研究

 MarR(Multiple antibiotic resistance regulator)家族转录因子是一种广泛存在于细菌及古细菌中的转录抑制子。MarR可通过调控毒力因子的表达来影响病原细菌的致病性,其调控机制独特,在不同菌中存在不同的调控网络。为明确其在西瓜噬酸菌中的功能及信号通路,以西瓜噬酸菌Aac5菌株为研究对象,构建MarR转录因子Aave_3922的缺失突变株及互补菌株,通过对表型及转录水平的测定,初步探究西瓜噬酸菌中MarR转录因子的功能及可能的调控网络。结果显示,与野生型Aac5菌株相比,突变菌株致病能力、生物膜形成能力、体内生长能力均显著下降,互补菌株有所恢复。同时,基因Aave_3922的缺失会显著影响三型分泌系统关键基因hrpX及hrcJ、毒性相关基因trbC、鞭毛及趋化性相关基因fliC及cheA、生物膜相关基因Aave_2620在西瓜噬酸菌中的表达量;与WT-hrpXpGUS相比,ΔAave_3922-hrpXpGUS的启动子活性显著减弱。以上结果表明Aave_3922基因可能通过参与hrpX的转录调控,以及调控生物膜形成来影响西瓜噬酸菌的致病能力。     

南方根结线虫侵染下罗汉果WRKY转录因子的鉴定分析

为了确定南方根结线虫侵染早期罗汉果植株中与侵染相关的WRKY基因,以接种南方根结线虫7 d后的罗汉果侧根为材料进行转录组测序分析。基于测序序列的Nr、SwissProt注释结果,共鉴定到21个WRKY基因,其中有4个转录因子含有2个WRKY结构域,其余17个转录因子只有1个WRKY结构域。系统发育分析表明,5个WRKY转录因子为第一家族成员,2个为第三家族成员,其余14个为第二家族成员。有8个WRKY转录因子与已报道的根结线虫诱导相关WRKY转录因子同源性较高,初步推测下调表达的SgWRKY2、SgWRKY3和SgWRKY17可能与南方根结线虫的早期侵染有关,它们很可能参与了线虫取食位点与巨细胞形成的复杂调控作用。本研究将为今后阐明根结线虫与罗汉果互作的分子机制提供参考依据。     

ERF转录因子及其在植物防卫反应中的作用

 植物防卫反应基因的表达调控是植物防卫反应中的重要环节,而转录因子在转录调控中起着重要的作用。本综述论述了ERF转录因子的结构特征及其功能特性,并结合我们的研究进展重点讨论了它们在植物防卫反应中的调控作用。     

小豆AP2/ERF基因家族鉴定及其应答锈菌侵染的表达分析

 为明确小豆VaAP2/ERF家族基因在小豆应答豇豆单胞锈菌(Uromyces vignae)侵染中的作用,本研究采用生物信息学方法从小豆基因组中鉴定VaAP2/ERFs家族基因186个,包括AP2(24个)、RAV(2个)、Soloist(1个)及ERF(159个)四个亚家族,其中ERF亚家族又可分为DREB和ERF两个亚类。基因结构分析发现,68.3%的VaAP2/ERFs基因不具内含子。保守基序分析发现,各亚族成员保守域组成类似,可作为基因家族分类的重要依据。前期转录组测序发现VaAP2/ERF中的6个成员接种后24 h显著上调,进一步应用qPCR技术对其在‘1-D-3’(免疫)及‘宝清红’(感病)中应答锈菌侵染的表达分析发现,免疫品种中6个成员均于接种后6 h及120 h显著上调,另有2个于接种后12 h也显著上调,表明上述基因均在小豆抗锈病中发挥正调控作用。     

WRKY转录因子在烟草受CMV侵染和激素处理中的表达模式初步分析

WRKY转录因子在调控植物抵抗病原菌的侵染中发挥重要作用,但是,目前为止还没有WRKY转录因子在烟草抗CMV中调控机理的研究。本研究检测了感病品种‘K326’和抗病品种‘TT8’在接种CMV后其WRKY1、WRKY2、WRKY4和WRKY11的表达情况。结果显示,CMV侵染后‘TT8’中4个WRKY转录因子表达量均有大幅上升;而‘K326’中WRKY2、WRKY4和WRKY11的表达量与CMV侵染前无显著差异,WRKY1表达量则大幅下降。幼苗经外源激素(水杨酸、茉莉素、乙烯)处理后用RT-PCR检测,结果表明,‘K326’和‘TT8’中WRKY转录因子对外源激素的诱导响应比较复杂多样,但总体表现为在‘TT8’中WRKY1、WRKY2和WRKY4会受到乙烯和茉莉酸的诱导,但在‘K326’中转录因子的表达未受明显诱导。     

逆转录环介导等温扩增技术检测南芥菜花叶病毒

根据南芥菜花叶病毒外壳蛋白基因序列设计并合成了2组RT-LAMP引物,通过筛选试验,最终确定Ar4组引物为最佳引物,建立了南芥菜花叶病毒的RT-LAMP检测方法.同时,通过实时浊度仪和钙黄绿素分别对检测结果进行了判断.特异性和灵敏度试验结果显示,RT-LAMP方法快速、特异且灵敏,其灵敏度与普通RT-PCR法一致.     

玉米MYB转录因子靶基因的全基因组预测及验证

MYB转录因子参与调控植物的生长发育及逆境应答过程。为预测MYB靶基因,本研究将Hex DIFF算法与支持向量机结合,根据已验证的MYB识别位点的核心序列及其侧翼序列构建分类模型,在玉米全基因组范围内预测MYB靶基因及其启动子。结果表明,共预测到435个MYB结合位点,其下游的424个基因判定为MYB靶基因,涉及众多生长发育过程。为验证预测结果,经凝胶迁移实验检测玉米MYB-IF25蛋白与30个预测位点的体外结合,结果有27个预测位点可以与MYB-IF25蛋白互作。GUS瞬时表达实验表明,渗透胁迫下,预测的MYB逆境相关靶基因启动子能够启动GUS基因表达,说明其具有启动活性。以上结果证明,此预测方法可靠性高,可为预测转录因子靶基因提供借鉴。